生物可降解PBST/二氧化钛/氧化铜/银复合膜的制备及其性能研究

不可降解传统食品包装带来的资源危机、环境恶化和食品污染问题日益严重,制备生物可降解的抗菌食品包装成为了社会日益发展的重大需求。聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)是一种结合了脂肪族聚酯的优异生物可降解性和芳香族聚酯的良好机械性能的脂肪族/芳香族共聚酯,向其中加入纳米粒子抗菌剂,可制备出综合性能优异的食品包装薄膜,拓展其在食品包装领域的应用。本文以PBST为基体,TiO_2-CuO-Ag(TCA)纳米粒子(NPs)与改性TCA NPs为抗genetic model菌剂,制备了PBST-TiO_2-CuO-Ag复合膜(PTCA),考察了TCA与改性TCA NPs对PTCA复合膜性能的影响。以四氯化钛(TiCl_4)为钛源,氨水(NH_3·H_2O)为沉淀剂,采用煅烧法制备了不同晶型的TiO_2 NPs。450°C煅烧得到的TiO_2NPs(T-450)的光催化降解亚甲基蓝效果最佳,降解率达到了45.68%,因此以T-450为基体进行后续试验。分别以硝酸银(Ag NO_3)和硝酸铜(Cu(NO_3)_2)为银源和铜源,硼氢化钠(Na BH_4)和氢氧化钠(Na OH)分别为还原剂和沉淀剂,制备了不同CuO和Ag比例的CuO-Ag NPs,最小抑菌浓度(MIC)测试结果表明CuO与Ag的最佳比例为9:1;以湿法浸渍法将T-450与CuO-Ag(9:1)共混,制备了TCA NPs,CuO-Ag增Dolutegravir生产商加了TCA NPs的吸光度,5 wt%的CuO-Ag将TCA NPs的降解效果提升至66.3 wt%,且制备的TCA NPs具备良好的抗菌活性。以PBST为基体,TCA NPs为抗菌剂,采用溶剂挥发法制备了不同TCA NPs含量(1/3/5/7 wt%)的复合膜(PTCA),研究了TCA NPs对PTCA复合膜性能的影响。与纯PBST薄膜相比,TCA NPs的加入,增加了PTCA薄膜的表面粗糙度,高含量的TCA NPs存在明显的团聚现象,轻微地提高了复合膜厚度;3 wt%的TCA NPs将PTCA的抗拉强度(TS)从23.17 MPa提升至25.07 MPa,断裂伸长率(EB)从439.56%增加到574.92%;TCA NPs的加入提高了PTCA的亲水性,水蒸气阻隔性能和紫外阻隔性能,降低了透光率,赋予了PTCA优异的抗菌活性;圣女果保鲜试验证明了PTCA拥有保持食品新鲜度和延长食品保质期的能力。采用硬脂酸(SA)、十二烷基硫酸钠(SDS)和钛酸酯偶联剂(NDZ-201)三种改性剂对TCA NPs进行表面改性处理,并与PBST共混制备了复合膜,研究了改性TCA NPs对PTCA复合膜性能的影响。结果表明SA、SDS和NDZ-201分别以双齿鳌合、物理包覆和化学键的方式结合在TCA NPs表面。与PTCA薄膜相比,改性TCA NPs在PBST中分散更均匀且团聚更少,添加改性TCA NPs的PTCA薄膜力学性能、水蒸气阻隔性能、紫外阻隔性能、抗菌活性以及保鲜能selleck BI 10773力得到了不同程度地提高,改性PTCA薄膜在食品包装领域有更广阔的应用前景。