本發(fā)明屬于聚酯薄膜，涉及一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、聚酯薄膜因其優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度、耐化學(xué)性和透明性，被廣泛應(yīng)用于食品果蔬包裝、醫(yī)療器械包裝等領(lǐng)域。然而，在特定環(huán)境下，如高濕度或低溫冷藏條件，傳統(tǒng)聚酯薄膜容易發(fā)生包裝透明度降低，并影響內(nèi)容物的展示效果的現(xiàn)象。此外，濕度的升高還會(huì)促進(jìn)如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等細(xì)菌的滋生，從而影響食品安全和醫(yī)療防護(hù)性能。因此，如何賦予聚酯薄膜防霧、濕度響應(yīng)抗菌功能，成為當(dāng)前包裝材料研究的重要方向。
2、目前，為了改善聚酯薄膜的防霧性能，常用的方法包括親水涂層技術(shù)，如涂覆聚乙二醇(peg)或表面活性劑。但這種方法存在耐久性差、易剝落等問(wèn)題，限制了其長(zhǎng)期使用。防霧功能耐久性不足，現(xiàn)有的表面涂層法易受摩擦或溶劑侵蝕，導(dǎo)致防霧效果隨時(shí)間下降。特別是在食品包裝等應(yīng)用中，涂層的穩(wěn)定性是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
3、此外，市面上的抗菌包裝膜大多通過(guò)摻雜納米銀(ag)、氧化鋅(zno)或季銨鹽來(lái)實(shí)現(xiàn)抗菌功能，但這些材料的抗菌效果容易受濕度變化影響，部分納米銀存在釋放不可控、團(tuán)聚失活等問(wèn)題，從而導(dǎo)致抗菌效果衰減?？咕δ懿豢煽兀诘蜐穸葪l件下，ag可能有較好的效果，但是當(dāng)濕度升高時(shí)，細(xì)菌生長(zhǎng)加快，而ag釋放銀離子的速率不可控制，且銀的團(tuán)聚可能會(huì)使其活性降低，從而導(dǎo)致抗菌的不完全性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有聚酯薄膜防霧性能差，抗菌性能不完全的缺陷，本發(fā)明一方面提供了一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜，本發(fā)明的聚酯薄膜通過(guò)結(jié)合納米ag與負(fù)載ag的mof材料(將ag顆粒錨定在mof材料上)，賦予聚脂薄膜在各濕度下具有高效可控的抗菌功能，在低濕度的情況下，水汽不易進(jìn)入mof孔道，因此納米ag起到主要的抗菌效果；但在高濕度的情況下，水汽進(jìn)入mof孔道與孔道內(nèi)的ag接觸釋放銀離子，由于mof材料的超高比表面積，銀離子釋放量增多，從而起到在高濕度條件下的強(qiáng)抗菌效果。通過(guò)親水改性pet賦予聚脂薄膜良好，持久的防霧性能。
2、本發(fā)明另一個(gè)方面提供了上述防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜的制備方法。
3、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
4、本發(fā)明提供了一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜，所述的聚酯薄膜為雙層結(jié)構(gòu)，表層為純pet層，內(nèi)層為摻雜親水改性pet混合納米銀與負(fù)載ag的mof材料制得的功能層；其中，所述親水改性pet為縮水甘油基甲基丙烯酸酯改性pet。
5、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的親水改性pet中，縮水甘油基甲基丙烯酸酯占pet重量的10％。
6、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述的負(fù)載ag的mof材料為將ag顆粒錨定在mof材料上。
7、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，親水改性pet，負(fù)載ag的mof材料與納米銀的質(zhì)量比為900:80:20。
8、本發(fā)明還提供了上述的防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
9、1)親水改性pet的制備：將pet預(yù)聚物，溶劑與催化劑加熱攪拌，得到低聚物；升高溫度，加入縮水甘油基甲基丙烯酸酯，反應(yīng)，脫除低分子副產(chǎn)物，熔融擠出，冷卻切粒，得到親水改性pet顆粒；
10、2)負(fù)載ag的mof材料的制備：配置前驅(qū)液，通過(guò)溶劑熱反應(yīng)，洗滌，干燥得到mof材料；將mof材料在硝酸銀溶液中浸泡一段時(shí)間，加入還原溶液反應(yīng)；經(jīng)過(guò)洗滌，干燥，得到負(fù)載ag的mof材料；
11、3)輔擠出料的制備：將步驟1)得到的親水改性pet，步驟2)得到的負(fù)載ag的mof材料與納米銀混合均勻得到輔擠出料；
12、4)共擠出：將純pet顆粒加入到主擠出機(jī)中，將步驟3)得到的輔擠出料加入到輔擠出機(jī)中，通過(guò)共擠出得到厚片；
13、5)拉伸處理：對(duì)步驟4)得到的厚片進(jìn)行預(yù)熱，對(duì)預(yù)熱后的厚片進(jìn)行同步雙軸拉伸，定性，得到防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜，其中，表層的厚度為20-50μm，底層的厚度為10-40μm。
14、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟1)中，催化劑為三氧化二銻，溶劑為乙二醇，在230-250℃下反應(yīng)1.5-2.5h得到低聚物；溫度升高至260-270℃后，加入縮水甘油基甲基丙烯酸酯，反應(yīng)時(shí)間為2.5-3.5h。
15、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟2)中，溶劑熱反應(yīng)的溫度為100-200℃，反應(yīng)時(shí)間為12-36h。
16、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟4)中，主擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為70-100r/min，溫度為270-290℃。
17、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟4)中，輔擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為60-95r/min，溫度為260-280℃，擠出機(jī)口模加載靜電電壓為6-7kv，冷輥溫度為20℃，厚片的厚度為390-1200μm。
18、作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，步驟5)中，預(yù)熱溫度為90-125℃，預(yù)熱時(shí)間為40-100s；拉伸溫度為120-130℃，同步雙軸拉伸中，x軸與y軸拉伸比為3-4：1；定性溫度為100-120℃。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
20、1)本發(fā)明通過(guò)合ag與負(fù)載ag的mof材料(將ag顆粒錨定在mof材料上)，賦予聚脂薄膜在各濕度下具有高效可控的抗菌功能，通過(guò)親水改性pet賦予聚脂薄膜良好，持久的防霧性能。
21、2)本發(fā)明使用具有超高比表面積的負(fù)載ag的mof材料(mof中的銀因?yàn)閙of材料的阻隔而不會(huì)團(tuán)聚在一起)，來(lái)提升其在高濕度環(huán)境下的抗菌作用，且抗菌效果可通過(guò)控制mof材料的孔道大小來(lái)調(diào)控，具有可控性，實(shí)現(xiàn)抗菌強(qiáng)度與抗菌可持續(xù)性能的平衡。
22、3)本發(fā)明制得的防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜防霧等級(jí)為1-2級(jí)。
1.一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜，其特征在于，所述的聚酯薄膜為雙層結(jié)構(gòu)，表層為純pet層，內(nèi)層為摻雜親水改性pet混合納米銀與負(fù)載ag的mof材料制得的功能層；其中，所述親水改性pet為縮水甘油基甲基丙烯酸酯改性pet。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜，其特征在于，所述的親水改性pet中，縮水甘油基甲基丙烯酸酯占pet重量的10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜，其特征在于，所述的負(fù)載ag的mof材料為將ag顆粒錨定在mof材料孔道上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜，其特征在于，親水改性pet，負(fù)載ag的mof材料與納米銀的質(zhì)量比為900:80:20。
5.一種如權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟1)中，催化劑為三氧化二銻，溶劑為乙二醇，在230-250℃下反應(yīng)1.5-2.5h得到低聚物；溫度升高至260-270℃后，加入縮水甘油基甲基丙烯酸酯，反應(yīng)時(shí)間為2.5-3.5h。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟2)中，溶劑熱反應(yīng)的溫度為100-200℃，反應(yīng)時(shí)間為12-36h。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟4)中，主擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為70-100r/min，溫度為270-290℃。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟4)中，輔擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速為60-95r/min，溫度為260-280℃，擠出機(jī)口模加載靜電電壓為6-7kv，冷輥溫度為20℃，厚片的厚度為390-1200μm。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種防霧濕敏響應(yīng)抗菌聚酯薄膜的制備方法，其特征在于，步驟5)中，預(yù)熱溫度為90-125℃，預(yù)熱時(shí)間為40-100s；拉伸溫度為120-130℃，同步雙軸拉伸中，x軸與y軸拉伸比為3-4：1；定型溫度為100-120℃。