本發(fā)明屬于薄膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗菌型聚乳酸薄膜材料的制備方法。
背景技術(shù)：
聚乳酸（pla）是脂肪族聚酯，以乳酸（2-羥基丙酸）為基本結(jié)構(gòu)單元。pla可通過發(fā)酵玉米等天然原料制得，也可采用乳酸縮聚制得。聚乳酸作為一種非石油基可生物降解高分子材料，一直是材料科學(xué)領(lǐng)域中研究的重大主題。聚乳酸合成及改性工藝的不斷發(fā)展，使得聚乳酸在多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)替代傳統(tǒng)塑料逐漸成為可能。而聚乳酸產(chǎn)業(yè)化的逐漸成熟，也使得越來越多的聚乳酸產(chǎn)品將會(huì)出現(xiàn)，像聚乳酸塑料袋、餐具、高爾夫球釘?shù)犬a(chǎn)品已經(jīng)在市面上流通了。
隨著近年來環(huán)保，健康及衛(wèi)生意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們對聚乳酸類產(chǎn)品的抗菌性有越來越高的要求，但由于聚乳酸抗菌防霉性能欠佳，長期使用后材料表面會(huì)逐漸滋生霉菌，因此開發(fā)具有抗菌性能的聚乳酸復(fù)合材料對人們的身體健康有重要的意義。針對上述問題，人們通常在聚乳酸中添加一定量的抗菌劑，在保證聚乳酸材料原有的機(jī)械性能前提下，加強(qiáng)聚乳酸的抗菌性能。
由于聚乳酸的韌性差，在常溫下是一種硬而脆的材料，很大程度的限制了聚乳酸的應(yīng)用。因此本專利在制備具有抗菌性能聚乳酸的同時(shí)，添加一定量的彈性體，改善聚乳酸復(fù)合材料的性能，拓展材料的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種具有抗菌性能的聚乳酸薄膜材料的制備方法。本發(fā)明所制得的薄膜材料具有良好的力學(xué)性能和抗菌性能。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案為：
一種抗菌型聚乳酸薄膜材料的制備方法，其制備步驟如下：
1）將漢麻纖維先放入1mol/l的氫氧化鈉溶液中，常壓下，加熱至100℃，蒸煮1-3小時(shí)，冷去后取出用1mol/l的鹽酸洗至中性，放入烘箱中烘干后放入粉碎機(jī)中粉碎成200-300目粉末待用；將硅烷偶聯(lián)劑kh-550溶于蒸餾水中，形成硅烷偶聯(lián)劑kh-550水溶液，將粉碎成的漢麻纖維浸泡其中，加熱至40-50℃，浸泡30-60分鐘后過濾出沉淀物，然后放入烘箱中，在90-110℃下干燥2-4小時(shí)，制得漢麻纖維粉料；
2）將納米氧化鋅、硬脂酸、乙醇加入球磨機(jī)中，球磨40-60分鐘得到混合漿料；
3）將聚乳酸和彈性體加入密煉機(jī)中，以140-150℃的溫度塑煉3-5分鐘，然后加入步驟1）制得的漢麻纖維粉料、步驟2）制得的混合漿料，繼續(xù)混煉10-20分鐘后進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
優(yōu)選地，所述的聚乳酸由如下步驟制得：（1）提取原料，在生物催化劑的作用下，加入純?nèi)樗岷吞妓徕}進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵液；（2）向發(fā)酵液中加入硫酸，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，對濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，并再次過濾，獲得乳酸；（3）乳酸經(jīng)過精制、脫水低聚、高溫裂解，生成環(huán)狀二聚體丙交酯，再開環(huán)縮聚合成聚乳酸。
優(yōu)選地，所述的彈性體為聚乙二醇，分子量為500-10000。
優(yōu)選地，步驟（1）中所述的提取原料，該原料選自玉米、小麥、木薯中的一種，所述生物催化劑選自麥芽酶、糖化酶中的一種。
優(yōu)選地，步驟（2）中所述硫酸的體積百分?jǐn)?shù)為20-30%。
本發(fā)明所產(chǎn)生的技術(shù)效果：1）在體系中添加彈性體聚乙二醇，不僅作為增塑劑，還可增加聚乳酸薄膜材料的韌性；2）本發(fā)明將納米氧化鋅進(jìn)行偶聯(lián)處理，可以改善納米氧化鋅在聚乳酸基體中的分散，使材料具有高抗菌效果；3）本發(fā)明所制得的聚乳酸薄膜材料具有良好力學(xué)性能，韌性以及抗菌性能；4）本發(fā)明所制備的聚乳酸的原材料容易獲得，生產(chǎn)成本低，紡絲速度快，且質(zhì)量穩(wěn)定，對環(huán)境污染小，適合大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1
1）將20份漢麻纖維先放入1mol/l的氫氧化鈉溶液中，常壓下，加熱至100℃，蒸煮2小時(shí)，冷去后取出用1mol/l的鹽酸洗至中性，放入烘箱中烘干后放入粉碎機(jī)中粉碎成200目粉末待用；將0.8份硅烷偶聯(lián)劑kh-550溶于蒸餾水中，形成硅烷偶聯(lián)劑kh-550水溶液，將粉碎成的漢麻纖維浸泡其中，加熱至40-50℃，浸泡30-60分鐘后過濾出沉淀物，然后放入烘箱中，在90-110℃下干燥2-4小時(shí)，制得漢麻纖維粉料；
2）將納米氧化鋅3份、硬脂酸1份、乙醇15份加入球磨機(jī)中，球磨40-60分鐘得到混合漿料；
3）將聚乳酸100份和聚乙二醇30份加入密煉機(jī)中，以150℃的溫度塑煉4分鐘，然后加入步驟1）制得的漢麻纖維粉料、步驟2）制得的混合漿料，繼續(xù)混煉15分鐘后進(jìn)行熱熔擠出吹塑成膜，最后定性收卷、包裝即得。
實(shí)施例2
實(shí)施例1中的聚乳酸可以由如下步驟制得：提取玉米原料，在生物催化劑麥芽酶的作用下，加入純?nèi)樗岷吞妓徕}進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵液；向發(fā)酵液中加入硫酸，硫酸的體積百分?jǐn)?shù)為50%，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，對濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，并再次過濾，獲得乳酸；乳酸經(jīng)過精制、脫水低聚、高溫裂解，生成環(huán)狀二聚體丙交酯，將乳酸以特殊的濃縮制程，轉(zhuǎn)變成丙交酯，即中間型產(chǎn)物減水乳酸，再開環(huán)縮聚合成聚乳酸。
實(shí)施例3
實(shí)施例1中的聚乳酸可以由如下步驟制得：提取木薯原料，在生物催化劑糖化酶的作用下，加入純?nèi)樗岷吞妓徕}進(jìn)行發(fā)酵，獲得發(fā)酵液；向發(fā)酵液中加入硫酸，硫酸的體積百分?jǐn)?shù)為50%，充分?jǐn)嚢韬筮^濾，對濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，并再次過濾，獲得乳酸；乳酸經(jīng)過精制、脫水低聚、高溫裂解，生成環(huán)狀二聚體丙交酯，將乳酸以特殊的濃縮制程，轉(zhuǎn)變成丙交酯，即中間型產(chǎn)物減水乳酸，再開環(huán)縮聚合成聚乳酸。
聚乳酸熔點(diǎn)35-40度，聚乳酸降解會(huì)隨著加工溫度的上升而加劇，聚合物的熔體黏度下降，影響紡絲正常進(jìn)行。提高紡絲速度，縮短熔體與空氣的接觸時(shí)間，從而有效減少聚乳酸熱降解。所制備的聚乳酸纖維，相對分子質(zhì)量溫度，大于5000。
將實(shí)施例1的產(chǎn)品進(jìn)行堆肥實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在80天后的生物分解率﹥60%。按照gb/t1040.3-2006進(jìn)行力學(xué)性能測試，橫向拉伸負(fù)荷為4.3n，橫向斷裂伸長率為860%；縱向拉伸負(fù)荷為4.1n，縱向斷裂伸長率為660%，檢測結(jié)果說明本發(fā)明產(chǎn)品已達(dá)到普通塑料膜的要求，相關(guān)指標(biāo)優(yōu)于國家對生物可降解材料的規(guī)定要求。
以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。