论文总字数：19511字

摘 要

近些年食品安全和环境保护问题受到了广泛的关注，食物的变质、腐败常发生于运输和储藏过程中，并且不可降解材料的过度使用也同样对环境产生着危害。因此，开发一种具有良好抗菌效果和生物可降解性能的包装材料对解决此类问题有着非常重要的研究意义。本文主要研究的方向是聚乳酸可降解薄膜的制备方法以及纳米材料抗菌的性能的研究。

由于聚乳酸（PLA）有良好的生物可降解特性，Ag纳米粒子具有良好的抗菌活性和化学稳定性，芦丁（RT）有良好的抗氧化性能，蒙脱土（MMT）材料晶片厚度较小且具有良好的分散性能，高岭土（Hal）材料具有管状结构可为纳米材料提供附着平台，本论文构建的复合材料就是综合了以上各个组分的优点。我们采用溶液浇铸法筛选制备了PLA薄膜，另外制备了Hal/Ag/RT、Hal/Ag、Hal/RT和MMT/Ag/RT、MMT/Ag、MMT/RT六种纳米材料。采用涂覆的方法将抗菌材料附着在PLA薄膜表面，进行抗菌实验的测定。实验结果表明：MMT/Ag/RT具有良好的抑菌性能，纳米Ag与RT的协同抑菌作用显著，聚乳酸0.3 g，氯仿体积10 mL时成膜效果最佳，MMT/Ag/RT掺入培养基后菌落数下降到8.0×10⁶-1.1×10⁷ mL^-1，这些薄膜材料在保证生物可降解性能的同时，又增加了良好的抗菌性能，展现了一定的应用前景。

关键词：聚乳酸，芦丁，蒙脱土，高岭土，纳米复合材料，抗菌性能。

Abstract

In recent years, food safety and environmental protection have received widespread attention. Food deterioration and spoilage often occur during transportation and storage, and excessive use of non-degradable materials also poses a hazard to the environment. Therefore, the development of a packaging material with good antibacterial effect and biodegradability has very important research significance for solving such problems. The main research directions in this paper are the preparation methods of polylactic acid degradable films and the antibacterial properties of nanomaterials.

Due to the good biodegradability of polylactic acid (PLA), Ag nanoparticles have good antibacterial activity and chemical stability, rutin (RT) has good oxidation resistance, and montmorillonite (MMT) material has a small wafer thickness. And with good dispersion performance, the kaolin (Hal) material has a tubular structure to provide an attachment platform for the nano material. The composite material constructed in this paper combines the advantages of the above components. We prepared the PLA film by solution casting method, and prepared two kinds of nano materials such as Hal/Ag/RT, Hal/Ag, Hal/RT and MMT/Ag/RT, MMT/Ag and MMT/RT. The antibacterial material was attached to the surface of the PLA film by a coating method, and the antibacterial experiment was measured. The experimental results show that MMT/Ag/RT has good antibacterial properties, and the synergistic antibacterial effect of nano-Ag and RT is significant. The quality of polylactic acid is the best when the volume of 0.3 g chloroform is 10 mL. MMT/Ag After the /RT was incorporated into the medium, the number of colonies was reduced to 8.0×106-1.1×107 mL-1, and after coating on the PLA film, the surface was aseptically grown. These thin film materials have improved biodegradability while increasing good antibacterial properties, showing a certain application prospect.

Keywords: Polylactic acid, rutin, montmorillonite, kaolin, nanocomposites, antibacterial properties.

目 录

摘 要 1

Abstract II

目 录 III

第一章 绪论 1

1.1抗菌材料 1

1.1.1无机型抗菌材料 1

1.1.2有机型抗菌材料 2

1.1.3生物提取型抑菌材料 2

1.2 PLA 2

1.2.1 化学改性法 3

1.2.2 物理改性法 3

1.3 PLA复合抗菌材料的应用 3

1.4 本课题研究内容 4

第二章 实验部分 5

2.1实验试剂 5

2.2实验仪器 5

2.3 PLA薄膜制备 6

2.4 抗菌材料的合成 6

2.4.1 Hal纳米材料的制备 6

2.4.2 MMT纳米材料的制备 7

2.5 抗菌膜涂覆 8

2.6纳米复合材料的表征 8

2.6.1 XRD分析 8

2.6.2 UV-Vis分析 8

2.6.3 FTIR分析 8

2.6.4 TEM分析 8

2.6.5 SEM和EDS分析 9

第三章 结果与讨论 10

3.1 PLA成膜的最佳配比 10

3.2纳米材料的表征分析 11

3.2.1 XRD表征 11

3.2.2 UV-Vis光谱 12

3.2.3 FTIR光谱 13

3.2.4 SEM和EDS表征 13

3.2.5 TEM表征 14

3.3 纳米材料的抑菌性能表征 15

3.4纳米材料的涂覆抗菌性能表征 17

第四章 结论与展望 18

4.1结论 18

4.2展望 18

参考文献 19

致 谢 22

第一章 绪论

世界人口正在日益增长，预计到21世纪50年代，地球上的人口总数将超过90亿，粮食的消耗量必定十分巨大，随之而来的粮食储藏，运输也成为了头等大事。考虑到各地环境因素的差异，针对粮食储藏过程中最常见的霉变生虫等问题，人们采取了各种防范手段，其中改善粮食包装是最行之有效的方法，如开发新材料和新技术^[1]。粮食食品中由于含有大量的营养物质，在适宜的温度、光照、含氧率等条件下，容易发生霉变。此外，生物可降解聚合物也越来越多地用于食品包装行业中，以满足环境保护的要求。生物可降解、抗菌新材料的需求广泛，保持了传统食品包装的基本功能，延长了食品的保质期，增强了食品的安全性和感官性能。

1.1抗菌材料

根据其抗菌的不同方式可以分为间接抑菌和直接抑菌。间接抑菌指控制霉菌产生的各类环境条件如湿度、温度、含氧率等以达到抑制霉菌产生的目。传统的包装策略是通过直接隔绝粮食与外界环境干扰因素以达到抑菌的效果，以大米为例，我国大米包装方式已逐步完成从普通包装向真空包装转型，真空环境降低含氧量，抑制大米呼吸作用以及霉菌的繁殖。但由于大米两端比较尖锐，易戳破包装导致真空失效^[2]。与之相对的直接抑菌则是通过将各类抑菌物质掺杂入材料中，达到直接杀灭霉菌活性和抑制霉菌繁殖的效果。直接抑菌又可分为无机型抗菌材料、有机型抗菌材料和生物提取活性抑菌材料等。

1.1.1无机型抗菌材料

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