本發(fā)明屬于抑菌包裝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種能夠顯著增強(qiáng)雙向拉伸聚丙烯薄膜抗菌及親水性能的方法。

背景技術(shù)：

塑料薄膜這類高分子材料在食品包裝領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用，但隨著生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)于食品的保鮮和安全性有了更高的要求。食品包裝材料往往要直接與所包裝食品接觸，因此會(huì)對(duì)食品安全產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響消費(fèi)者的身體健康。進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨著物流行業(yè)的快速發(fā)展，商品流通變得更加便捷，進(jìn)而對(duì)食品的保質(zhì)保鮮提出了更高的要求。目前食品包裝材料一般采用雙向拉伸聚丙烯(BOPP)、鋁箔和聚乙烯結(jié)構(gòu)的薄膜，這些材料雖然有良好的力學(xué)性能，但在食品的保鮮和抗菌上還存在很大的問題。

對(duì)于雙向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)，通過改變聚合物表面的化學(xué)組成、物理結(jié)構(gòu)形態(tài)，可以改善聚合物的粘結(jié)力、抗靜電、表面親疏水性、抗污染等性能，成為對(duì)其拓寬應(yīng)用、提升性能、賦予新功能的重要途徑。常用的表面處理技術(shù)有表面涂覆、酸堿化學(xué)處理、紫外光輻照、電暈處理等手段。但是這些技術(shù)或處理效率低，效果差，或能耗高，污染大，并且容易造成BOPP膜發(fā)生卷縮?，F(xiàn)有的薄膜為了滿足一些性能要求，均采用多層復(fù)合形式，厚度較大，在運(yùn)輸和包裝過程中容易發(fā)生脫落，影響美觀，縮短使用壽命。傳統(tǒng)的薄膜親水改性一般采用的是電暈處理來增加親水性，但親水改性的效果隨著時(shí)間的延長衰減的很快，造成了薄膜使用性能的缺失。且大多具有抗菌效果的薄膜，均采用單一的抗菌物質(zhì)，抗菌效果差，抗菌周期短。

因此，如何克服現(xiàn)有雙向拉伸聚丙烯薄膜存在的上述缺陷，增強(qiáng)BOPP膜的抗菌及親水性能，就成為現(xiàn)有技術(shù)中亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠顯著增強(qiáng)雙向拉伸聚丙烯薄膜抗菌及親水性能的方法，以使BOPP膜更好地滿足食品包裝的要求。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。

除非另有說明，本發(fā)明所采用的百分?jǐn)?shù)均為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

一種增強(qiáng)雙向拉伸聚丙烯薄膜抗菌親水性能的方法，包括以下步驟：

(1)BOPP膜的親水改性：將BOPP膜置于正庚烷或丙酮溶液中浸泡4～6h去除表面硅油及雜質(zhì)，然后在BOPP膜表面均勻涂布一層順丁烯二酸酐-羥丁基乙烯單體，50℃真空干燥后置于等離子發(fā)生裝置下，以氧氣作為反應(yīng)氣體對(duì)BOPP膜進(jìn)行等離子親水改性；

(2)用十二烷基苯磺酸鈉對(duì)碳納米管進(jìn)行超聲分散4min，得到1‰碳納米管分散液備用；

(3)用1ml冰乙酸溶液將殼聚糖充分溶解至透明狀，得到1％的殼聚糖溶液；

(4)涂覆：將備用的碳納米管分散液與殼聚糖溶液混合均勻，然后均勻地涂覆在親水改性后的BOPP膜表面，40℃真空干燥。

步驟(1)中，BOPP膜在等離子發(fā)生裝置下的放電時(shí)間為1～5分鐘。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明采用等離子親水改性技術(shù)能夠有效提高BOPP薄膜的親水性，之后再涂覆抗菌物質(zhì)，能夠長期保持薄膜的抗菌性能，使用中不易脫落，增強(qiáng)使用的安全性；

(2)表面涂覆的碳納米管和殼聚糖的混合物抑菌效果顯著。僅在表面涂覆幾個(gè)微米的抗菌物質(zhì)，在保持BOPP膜厚度的前提下，既滿足了包裝材料的熱力學(xué)要求，又強(qiáng)化了抗菌性能和機(jī)械強(qiáng)度；

(3)本發(fā)明方法簡(jiǎn)便、成本低廉，能耗低、所得產(chǎn)品可以替代現(xiàn)有的食品包裝材料，能夠有效保證食品的安全性能和保鮮周期，具有良好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所制備的薄膜樣品的抗菌效果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但附圖和實(shí)施例并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限定，所有基于本發(fā)明教導(dǎo)所作的變化，都應(yīng)該屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

取市售的BOPP膜，將薄膜裁剪成5cm×5cm大小，浸泡于正庚烷溶液中6h,去除表面硅油及雜質(zhì)，取出晾干，在薄膜表面均勻涂布一層順丁烯二酸酐-羥丁基乙烯單體，50℃真空干燥后置于等離子發(fā)生裝置下，以氧氣作為反應(yīng)氣體，打開真空泵，調(diào)節(jié)真空度至100Pa，打開電源，使氣壓穩(wěn)定在50V，開始對(duì)樣品進(jìn)行放電1min，完成親水改性后取出薄膜。用分散劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)對(duì)碳納米管進(jìn)行超聲分散4min，得到1‰碳納米管分散液。用1ml冰乙酸溶液將殼聚糖充分溶解至透明狀，得到1％的殼聚糖溶液。將碳納米管分散液與殼聚糖溶液混合均勻，然后均勻地涂覆在親水改性后的BOPP膜表面，40℃真空干燥，得到樣品1。

實(shí)施例2

重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)：BOPP膜浸泡于丙酮溶液中4h。等離子裝置下樣品放電時(shí)間為2min，得到樣品2。

實(shí)施例3

重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)：BOPP膜浸泡于丙酮溶液中6h。等離子裝置下樣品放電時(shí)間為3min，得到樣品3。

實(shí)施例4

重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)：BOPP膜浸泡于正庚烷溶液中4h。等離子裝置下樣品放電時(shí)間為4min，得到樣品4。

實(shí)施例5

重復(fù)實(shí)施例1，有以下不同點(diǎn)：BOPP膜浸泡于正庚烷溶液中5h。等離子裝置下樣品放電時(shí)間為5min，得到樣品5。

對(duì)所得的樣品1～5進(jìn)行力學(xué)性能和抗菌性測(cè)試，采用未經(jīng)過親水改性和抗菌處理的空白BOPP膜為對(duì)照樣，在常溫條件下進(jìn)行樣品對(duì)大腸桿菌，金黃色葡萄球菌的抗菌測(cè)試(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)采用國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T31402-2015)以及樣品厚度和接觸角的測(cè)量。結(jié)果見表1：

表1：抗菌復(fù)合膜的性能

由表1可以看到，本發(fā)明方法制備的抗菌復(fù)合膜不僅具有良好的性能，還具有高效的抗菌效果，和空白BOPP膜對(duì)比厚度基本沒有發(fā)生改變，在等離子親水改性后接觸角由原來的95°左右變?yōu)?8°左右，大大的改善了親水性，還能夠有效殺死微生物的入侵，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。圖1是樣品抗菌結(jié)果圖，可以看出本發(fā)明的抗菌復(fù)合BOPP膜具有很好的抗菌效果，從圖中的菌落數(shù)的多少可以看到，抗菌復(fù)合膜基本沒有細(xì)菌的生長，而空白的BOPP膜細(xì)菌數(shù)超過了150個(gè)，說明本發(fā)明抗菌復(fù)合膜具有很好的抗菌性能。