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由于银的高抗菌性,纳米银复合食品包装材料具有较高的应用价值。包装材料中的纳米银的迁移使材料具有一定的抗菌性,但也可能存在食品安全隐患。本文自制了纳米银/低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)复合食品包装材料,并对其进行表征和性能测定,采用分子动力学理论,研究了银团簇在聚乙烯中的运动行为。具体研究内容如下:(1)通过熔融共混的方法制作了纳米银/低密度聚乙烯复合食品包装薄膜,采用扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、原子力显微镜(Atomic Force Microscope,AFM)对薄膜和纳米银粉进行了表征,同时测定薄膜的拉伸性能、透湿性、透光性、颜色,分析纳米银的存在对材料性能的影响。添加纳米银或光稳定剂783、抗氧剂B900会增加LDPE膜的粗糙度,降低LDPE膜的透光性;添加纳米银降低薄膜的断裂伸长率,增加LDPE膜的粗糙度,且使材料颜色偏暗偏黄;所添加的助剂对材料的颜色无影响,但会增加材料的粗糙度。(2)利用贴膜法测试了LDPE基薄膜的抗菌效果,发现随着纳米银添加量的增大,薄膜的抗菌效果增加。通过菌落总数、肉汁液流失率、p H值等方面,分析了薄膜对生猪肉的保鲜效果。在3种自制的薄膜中,纳米银添加量越高,薄膜的抗菌效果越好,且降低生肉保鲜过程中的p H值变化幅度,但对生肉的汁液流失率没有影响。同时使用K-B法(纸片扩散法)测定了硝酸银(Ag NO3)溶液、纳米银溶液的抗菌性能。纳米银溶液浓度在10?g·m L-1时抗菌效果良好,Ag NO3溶液浓度在20?g·m L-1有抗菌效果。随着溶液浓度的增加,纳米银溶液和Ag NO3溶液对同一种菌的抑菌圈均增大。对于同一种菌,相同浓度纳米银溶液比Ag NO3溶液的抗菌效果好。(3)介绍分子动力学模拟软件及蒙特卡洛计算方法。针对力场、系综、周期性边界条件、界面作用等方面,分析了银团簇在聚乙烯中扩散的分子动力学模拟条件。并对扩散分子动力学模拟的自由体积、均方位移、扩散系数进行分析。对于银团簇在聚乙烯中的分子动力学模拟,应选取截断半径为15.5?,使用Universal力场,先使用NPT系综对材料进行弛豫,后在NVT系综下进行分子动力学模拟。(4)采用分子动力学理论,建立相关模型,分析银团簇在聚乙烯中的运行规律,以解释银团簇在材料中迁移的微观机理。分析自由体积可得,元胞中有较少的自由体积供银团簇进行扩散或移动;运动轨迹表明,银团簇在343K下的移动范围较在293K、313K下大;由均方位移曲线模拟得到不同温度下银团簇在PE中的扩散系数:D293K,Ag=6.78×10-9cm2·s-1,D313K,Ag=4.38×10-9 cm2·s-1,D343K,Ag=2.02×10-8 cm2·s-1。343K时,银团簇的扩散系数最大。(5)采用分子动力学理论,建立相关模型,分析银团簇在聚乙烯和水接触界面的运动情况,讨论了银团簇的运动轨迹及扩散系数。在接触界面上,银团簇的扩散系数为7.71×10-5 cm2·s-1,且比银团簇在PE内部的扩散系数大。由此推测,在迁移实验中,银的迁出有可能主要是材料表面银的溶出。