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一种高阻隔避光MDOPE无菌包装袋及其制备方法与流程

泰然健康网
2025-07-08 12:50

本发明属于包装材料，尤其涉及一种高阻隔避光mdope无菌包装袋及其制备方法。

背景技术：

1、现代商业、物流产业的快速发展，促进了全球包装行业的进步。包装需要能够维持内部环境的稳定，保护被包装物的品质或性能并延长其保质期，特别是食品、药品、电子元器件、军用品等产品的包装材料，要求包装材料具有良好的阻隔性能。阻隔性是指材料对氧气、水蒸气、有机气体、光、热量等渗透对象由高浓度一侧通过阻隔材料渗透到达低浓度一侧的能力。高分子材料在作为阻隔材料阻隔气体或者蒸气分子时，由于两侧存在浓度差，气体或溶剂蒸气分子在此驱动力的作用下得以渗透通过高分子材料。常见的高阻隔材料包括聚偏二氯乙烯、乙烯和乙烯醇的共聚物、聚乙烯醇、尼龙、腈基树脂等。单一的高分子阻隔材料虽然具有较好的阻隔性能，但仍无法满足市场对更高阻隔性能/价格比阻隔材料的要求。

2、公布号为cn117601529a的中国专利公开了一种高阻隔可降解聚乙烯复合膜、袋以及制备方法，由可降解聚乙烯印刷膜和高阻隔聚乙烯热封膜复合得到，通过严格控制可降解聚乙烯印刷膜和高阻隔聚乙烯热封膜中三层的制备原料，确保可降解聚乙烯印刷膜和高阻隔聚乙烯热封膜均具有较高的力学性能和透明度，同时可降解聚乙烯印刷膜具有优异的印刷性能，墨层结合牢度高、阻隔性能好；公布号为cn117801456a的中国专利公开了一种高阻隔抗拉伸复合材料及包装袋，由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯、氨丙基三乙氧基硅烷、均苯三甲酰氯、乙酸纤维素、壳聚糖、马来酸酐和n-n二甲基酰胺为原料制备而成，通过将聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚偏二氯乙烯、n-n二甲基酰胺和马来酸酐进行接枝，提高了其阻隔能力，均苯三甲酰氯和乙酸纤维素的加入，大幅的增强其抗拉伸能力和耐高温能力。但随着人们对身体健康的关注以及对食品质量要求的不断提高，制备具有良好阻隔性、抗菌性的包装袋以确保食品安全及延长食品货架期成为研究的重点。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种高阻隔避光mdope无菌包装袋及其制备方法，利用镀铝mdope薄膜和聚乙烯醇薄膜经复合得到，制备得到的包装袋具有良好的阻隔和抗菌性能。

2、本发明为解决上述技术问题提供的技术方案如下：

3、一种高阻隔避光mdope无菌包装袋，所述高阻隔避光mdope无菌包装袋由镀铝mdope薄膜和聚乙烯醇薄膜复合而成；

4、所述聚乙烯醇薄膜由包含以下重量份的原料制成：聚乙烯醇70-90份、有机蒙脱土18-28份、交联剂8-13份；

5、所述镀铝mdope薄膜由pe薄膜经mdo纵向拉伸并镀铝得到。

6、进一步地，所述有机蒙脱土的制备过程为：

7、s1、在去离子水中加入钠基蒙脱土，升高温度至45-65℃搅拌4-6h，得到蒙脱土水分散液；其中，蒙脱土水分散液的质量分数为6%-9%；

8、s2、在去离子水中加入长链季铵盐，升高温度至75-85℃搅拌2-4h，得到季铵盐溶液，将其与蒙脱土水分散液混合后在45-65℃下搅拌4-6h，得到混合液；其中季铵盐溶液的浓度为0.4%-0.8%；长链季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基氯化铵；

9、s3、对混合液进行减压抽滤分离得到有机蒙脱土粗品，利用去离子水对得到的有机蒙脱土粗品进行洗涤直至用agno3溶液检验无沉淀生成，将得到的滤饼进行干燥、粉碎，得到经长链季铵盐改性的有机蒙脱土。

10、蒙脱土是一类带负电的硅酸盐片层，为铝氧八面体结构，离子交换容量大。钠基蒙脱土是利用钠化改性的方法对天然蒙脱土无机改性处理后得到的二维层状无机纳米材料，其纵横比高，由多层同质薄层堆砌而成，将其与聚合物基体共混，利用片层填料引气的小分子“曲折路径”和“渗透面积减小”效应，可以改善基体气体阻隔性的目的，同时能够提高复合物的机械性能。但由于蒙脱土层间羟基等极性基团和无机离子的存在，使其具有较高的表面能，导致蒙脱土与聚合物的相容性较差，易在聚合物基体中发生团聚现象而形成缺陷。因此在该步骤中利用长链季铵盐对钠基蒙脱土进行有机改性，利用其离子置换作用，使有机链段接枝、插层到钠基蒙脱土的片层，降低钠基蒙脱土的表面能，有利于钠基蒙脱土的分散，便于与聚合物基体的混合。同时由于季铵盐可以吸附到菌体表面，通过疏水基插入类脂层，改变细胞膜的通透性，破坏膜结构，导致胞内物质泄漏，使菌体死亡，因此长链季铵盐的引入还能够提高薄膜的抗菌性能。

11、进一步地，所述聚乙烯醇薄膜的制备过程为：

12、a1、将干燥后的聚乙烯醇粒料与有机蒙脱土混合后加入双螺杆挤出机，熔融挤出，制备得到有机蒙脱土改性聚乙烯醇母粒；其中，聚乙烯醇粒料的干燥条件为：在真空干燥箱中60-80℃下干燥4-6h；

13、a2、将有机蒙脱土改性聚乙烯醇母粒加热熔融后加入稀盐酸混合均匀调节ph至2，再向其中加入交联剂，交联反应2-4h后加入双螺杆挤出机挤出，得到交联改性聚乙烯醇母粒；其中，交联剂为柠檬醛；

14、a3、将交联改性聚乙烯醇母粒放入压片机，通过热压制备得到聚乙烯醇薄膜。

15、聚乙烯醇是一种水溶性高分子材料，由聚醋酸乙烯醇解得到，具有优异的成膜、粘结、乳化、力学强度等性能。由于聚乙烯醇中含有大量羟基因而具有较强的亲水性，在潮湿条件下，聚乙烯醇吸水膨胀，自由水进入聚乙烯醇分子链间，导致聚乙烯醇羟基间的氢键减弱，致使分子间自由体积增加，使得气体渗透性提高，气体阻隔性变差。因此在该步骤中，利用无机物有机蒙脱土进行填充，一方面蒙脱土具有的片层结构可以使气体渗透路径更为复杂，同时蒙脱土的添加使得聚乙烯醇分子链运动更加困难，分子链受到的束缚越强，分子链越难以运动，聚合物中的自由体积减小，聚合物的阻隔性能越强；另一方面蒙脱土表面含有的包括羟基在内的多种官能团能够与聚乙烯醇分子链上的羟基产生氢键形成交联网络，通过网络状结构阻隔小分子的渗透，提高材料的阻隔性能；有机蒙脱石的加入能够有效提高聚乙烯醇的气体阻隔性，但由于聚乙烯醇的亲水性并未改善，其水蒸气的阻隔性能较差，因此在该步骤，又引入交联剂柠檬醛对其进行交联改性，通过柠檬醛的醛基与聚乙烯醇中的羟基缩醛能够有效减少聚乙烯醇中亲水的自由羟基，从而提高聚乙烯醇的耐水性能；同时柠檬醛具有很高的抗氧化性、抗菌性，且安全无毒，绿色环保。通过柠檬醛的引入，能够进一步提高薄膜的总体气体阻隔性以及抗菌性能。

16、进一步地，所述镀铝mdope薄膜的制备过程为：将聚乙烯粒料加入双螺杆挤出机挤出，然后吹膜形成膜泡后进行冷却，再经mdo纵向拉伸，得到mdope薄膜；将mdope薄膜放置在镀铝室中进行真空镀铝，得到所述镀铝mdope薄膜；其中mdo纵向拉伸的加热温度为90-100℃，拉伸比为1.2-2.4：1。

17、经镀铝后的mdope薄膜由于表面覆盖了铝层，光线无法透过，因此使得包装内的物品能够避免阳光和紫外线的直接照射，从而更好的保护物品；另外镀铝层能够有效隔绝空气、水汽等，具有良好的防潮、防氧化性能。

18、本发明还提供一种高阻隔避光mdope无菌包装袋的制备方法，制备方法为：将镀铝mdope薄膜与聚乙烯醇薄膜经复合工艺得到高阻隔避光mdope无菌复合膜，经熟化、制袋得到所述高阻隔避光mdope无菌包装袋。

19、聚乙烯醇聚合物分子链上含有较多的极性基团，根据相似相容原理，聚乙烯醇易吸收空气中的水蒸气等极性分子，但氢气等非极性气体难以在其中发生扩散和渗透；聚乙烯作为一种非极性热塑性聚合物，水蒸气等极性气体在其中具有较低的渗透性，因此利用聚乙烯醇薄膜和镀铝mdope薄膜复合的方法可以同时对极性气体分子和非极性气体分子起到良好的阻隔作用。另外由于聚乙烯醇薄膜表面含有多种含氧官能团，在复合过程中，能够与镀铝mdope薄膜的镀铝层之间形成化学键合，使其两者间具有良好的结合作用。

20、本发明具有如下有益效果：

21、利用聚乙烯醇薄膜和镀铝mdope薄膜复合的方法制备得到高阻隔遮光包装袋，利用聚乙烯醇为极性聚合物，聚乙烯为非极性聚合物的特性，二者通过复合可以同时对极性气体分子和非极性气体分子起到良好的阻隔作用。

22、在制备聚乙烯醇薄膜时，利用无机物有机蒙脱土进行填充，一方面蒙脱土具有的片层结构可以使气体渗透路径更为复杂，同时蒙脱土的添加使得聚乙烯醇分子链运动更加困难，阻隔性能得到增强，另一方面蒙脱土表面含有的包括羟基在内的多种官能团能够与聚乙烯醇分子链上的羟基产生氢键形成交联网络，通过网络状结构阻隔小分子的渗透，提高了材料的阻隔性能；同时利用柠檬醛对聚乙烯醇进行交联改性，使得薄膜的总体气体阻隔性和抗菌性进一步加强。

23、利用长链季铵盐对钠基蒙脱土进行有机改性，利用其离子置换作用，使有机链段接枝、插层到钠基蒙脱土的片层，降低钠基蒙脱土的表面能，有利于钠基蒙脱土的分散，便于与聚合物基体的混合，改善聚合物基体的力学性能。同时长链季铵盐的引入还能够提高薄膜的抗菌性能。