本發(fā)明屬于包裝材料，具體涉及一種具有高抗菌活性的超疏水食品包裝紙及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著人們對食品安全的重視日益提高，食品包裝材料的安全性和可持續(xù)性備受關(guān)注。目前，常見的食品包裝材料種類繁多，主要包括紙類包裝、塑料包裝和玻璃包裝等。其中，纖維素紙類包裝材料具有可再生、價格低廉、易于生產(chǎn)等優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用。然而，該類包裝材料也存在抗菌性差、防水性不足等缺點。因此，需要開發(fā)新型的紙基包裝材料。

2、金屬-有機框架材料(以下簡稱“mofs“)指有機配體與過渡金屬離子通過絡(luò)合作用經(jīng)自組裝形成的一種具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的新型納米多孔骨架材料。mofs中的金屬離子可以被看作為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的節(jié)點，有機配體可以看作鏈接節(jié)點的橋梁。mofs因為其大的比表面積、特殊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、可控的孔徑尺寸、不飽和金屬位點賦予的可調(diào)節(jié)的功能化及對客體分子的滲透性等特點在氣體儲存和分離、催化材料、藥物傳遞、成像和傳感、離子交換、光學(xué)電子學(xué)等領(lǐng)域存在潛在及廣泛的應(yīng)用前景，引起了科學(xué)界的普遍關(guān)注。

3、金屬有機框架(mofs)被發(fā)現(xiàn)在氣體儲存、分離、催化、檢測等方面具有巨大潛在的應(yīng)用價值。金屬有機框架(mofs)材料由于其抗菌性好、孔隙率高、結(jié)構(gòu)可調(diào)以及表面積大，可以負(fù)載和填充疏水材料用于食品包裝領(lǐng)域。但是目前關(guān)于將其應(yīng)用到超疏水食品包裝紙中還未見報道。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種具有高抗菌活性的超疏水食品包裝紙的制備方法，所述制備方法具有反應(yīng)條件溫和、操作簡單等優(yōu)點，易于大規(guī)模生產(chǎn)。

2、本發(fā)明的第二個目的在于提供一種上述方法制備的超疏水包裝紙，所述包裝紙具有良好的抗污性能和抗菌性能。

3、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

4、一種具有高抗菌活性的mofs基超疏水食品包裝紙及其制備方法，所述制備方法為采用以下步驟：

5、(1)將纖維素紙置于鋅離子溶液中攪拌；

6、(2)在步驟(1)獲得的溶液中加入有機配體液，得到mofs基纖維素紙；

7、(3)將步驟(2)獲得的mofs基纖維素紙置于pdms(聚二甲基硅氧烷)溶液中浸泡，得到所述超疏水食品包裝紙。

8、進(jìn)一步地，步驟(1)中，所述纖維素紙由棉漿制得，基重為80g/m2；所述鋅離子溶液由zn(no3)2·6h2o和甲醇配制得到；所述攪拌的速率500rpm，攪拌的時間為30min；

9、所述纖維素紙、zn(no3)2·6h2o和甲醇的質(zhì)量體積比為1g：(7.5～8.34)g：(350～388.89)ml。

10、進(jìn)一步地，所述鋅離子溶液配制時需進(jìn)行攪拌，所述攪拌的速率500rpm，所述攪拌時間為15min。

11、進(jìn)一步地，步驟(2)中，所述有機配體溶液為2-甲基咪唑的甲醇溶液；

12、所述纖維素紙、2-甲基咪唑及甲醇的質(zhì)量體積比為1g：(16.5～18.34)g：(350～388.89)ml。

13、進(jìn)一步地，有機配體溶液配制時需進(jìn)行攪拌，所述攪拌的速率500rpm，所述攪拌時間為15min。

14、進(jìn)一步地，所述加入有機配體溶液后，還需進(jìn)行攪拌、洗滌及干燥；

15、所述攪拌速率為500rpm，所述攪拌時間為12～24h；所述洗滌的方式為用甲醇洗滌3次；所述干燥的溫度為45～60℃，所述干燥時間為12～24h。

16、進(jìn)一步地，步驟(3)中，所述pdms(聚二甲基硅氧烷)溶液由pdms、固化劑與正己烷配制得到；

17、所述纖維素紙、pdms、固化劑及正己烷的質(zhì)量體積比為1g：(2.78～5)g：(0.278～0.5)g：(83.34～250)ml。

18、進(jìn)一步地，所述pdms溶液配制時還需進(jìn)行攪拌；所述攪拌速率為500rpm，所述攪拌時間為10min。

19、進(jìn)一步地，所述mofs基纖維素紙浸入時間為10min；浸入后還需進(jìn)行干燥；所述干燥溫度為80℃，所述干燥時間為2～3h。

20、按照上述方法制備的具有高抗菌活性的超疏水食品包裝紙，可用于運輸包裝、防水防潮保護(hù)和食品包裝等領(lǐng)域。

21、本發(fā)明的優(yōu)點：

22、本發(fā)明所述mofs基纖維素紙的制備方法為原位合成法，首先將纖維素紙浸入鋅離子溶液中，然后加入有機配體液并攪拌，即得；最后將所述mofs基纖維素紙浸入pdms溶液中，即得mofs基超疏水包裝紙；其中原位合成法是在將mofs原位生長在纖維素纖維表面。所述制備方法具有反應(yīng)條件溫和操作簡單等優(yōu)點。

23、此外，mofs顆粒由于其三維納米/微層次結(jié)構(gòu)，能夠極大提高基底材料的表面粗糙度，通過在纖維素紙表面生長mofs，制備的到的紙張其接觸角為154.2°，達(dá)到超疏水效果，因此可以用來制備超疏水紙。因此，本發(fā)明將mofs與纖維素紙結(jié)合制備超疏水包裝紙是一種很有前途的技術(shù)。

24、通過本發(fā)明的方法制備得到的紙張有良好抗污性能和抗菌性能，并且可再生、成本低，在運輸包裝、防水防潮保護(hù)和食品包裝等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種mofs基超疏水食品包裝紙的制備方法，其特征在于，所述制備方法采用以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述纖維素紙由棉漿制得，基重為80g/m2；所述鋅離子溶液由zn(no3)2·6h2o和甲醇配制得到；所述纖維素紙、zn(no3)2·6h2o和甲醇的質(zhì)量體積比為1g：(7.5～8.34)g：(350～388.89)ml。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述有機配體溶液為2-甲基咪唑的甲醇溶液；所述纖維素紙、2-甲基咪唑及甲醇的質(zhì)量體積比為1g：(16.5～18.34)g：(350～388.89)ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述pdms溶液由pdms、固化劑與正己烷配制得到；所述纖維素紙、pdms、固化劑及正己烷的質(zhì)量體積比為1g：(2.78～5)g：(0.278～0.5)g：(83.34～250)ml。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鋅離子溶液配制時需進(jìn)行攪拌，所述攪拌的速率400～500rpm，所述攪拌時間為15～25min。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，加入有機配體溶液后，還需進(jìn)行攪拌、洗滌及干燥；所述攪拌速率為400～500rpm，所述攪拌時間為12～24h；所述洗滌的方式為用甲醇洗滌3次；所述干燥的溫度為45～60℃，所述干燥時間為12～24h。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述pdms溶液配制時還需進(jìn)行攪拌；所述攪拌速率為400～500rpm，所述攪拌時間為10～15min。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述mofs基纖維素紙浸泡時間為10～20min；浸入后還需進(jìn)行干燥，所述干燥溫度為80～85℃c，所述干燥時間為2～3h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1～8任一項所述的方法制備得到的超疏水食品包裝紙。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種MOFs基超疏水食品包裝紙及其制備方法，所述制備方法為將纖維素紙置于鋅離子溶液中攪拌；再加入有機配體溶液，獲得MOFs基纖維素紙；將上述MOFs基纖維素紙通過聚二甲基硅氧烷(PDMS)疏水改性獲得所述超疏水食品包裝紙。所述制備方法具有反應(yīng)條件溫和、操作簡單的優(yōu)點；所述包裝紙還具有優(yōu)異的抗污性能和抗菌性能，可用于運輸包裝、防水防潮保護(hù)及食品包裝等領(lǐng)域，具有重要的應(yīng)用價值。

技術(shù)研發(fā)人員：王守娟,陳寧,王超,孔凡功
受保護(hù)的技術(shù)使用者：齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21