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纳米铜具有广谱抗菌性,且成本低廉,近年来在食品包装材料中的应用成为研究热点。本文自制了纳米铜/低密度聚乙烯(Low density polyethylene,LDPE)复合膜,建立了纳米铜的检测方法,研究了纳米铜的迁移行为,对迁移前后的复合膜进行了表征和性能测定,并计算了复合膜中纳米铜迁移的扩散系数,具体研究内容如下:(1)将纳米铜和经3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)处理的纳米铜分别添加到LDPE母粒中通过熔融共混的方法制备了纳米铜/LDPE复合膜。在40℃下,将纳米铜/LDPE复合膜在3%乙酸和10%乙醇两种食品模拟物中浸泡10 d,建立了电感耦合等离子体发射光谱(Inductively Coupled Plasma Optical Spectrometry,ICP-OES)法和石墨炉原子吸收光谱(Graphite Furnace Atomic Absorption Spectroscopy,GFAAS)法分别用以测定两种食品模拟物中铜的迁移量。结果表明:两种模拟物中,铜分别在0.02~0.5μg/m L和2.5~25μg/L范围内线性良好,R2大于0.999,回收率分别在81.42%~100.22%和81.71%~96.05%之间,RSD分别为1.02%~8.87%和1.66%~8.24%(n=6),检出限为0.90μg/L和0.20μg/L,定量限为3.10μg/L和0.68μg/L,表明这两种方法精密度好,灵敏度高,定性定量准确。(2)针对3%乙酸和10%乙醇两种食品模拟物,研究了不同温度和时间下复合膜中纳米铜的迁移行为。结果表明:铜的迁移率随着迁移温度和时间的增加而增大,且铜的迁移率增加的速率先增大后减小,最后达到平衡。复合膜CF-0.05、CF-0.25和CF-0.25#在70℃下3%乙酸中的最大迁移率分别是24.94%,28.61%和41.22%;40℃下3%乙酸中的最大迁移率分别是6.81%,8.02%和11.81%;而在20℃下,复合膜CF-0.25和CF-0.25#中铜迁移22 d才达到平衡,最大迁移率分别为4.21%和6.37%。在10%乙醇中,复合膜CF-0.25和CF-0.25#中铜在70℃下迁移15 d达到平衡,其最大迁移率分别为5.74‰和8.68‰;在40℃下迁移20 d未达到平衡,且迁移量很少。复合膜CF-0.25#中铜的迁移率显著高于复合膜CF-0.25中铜的迁移率(P<0.05),表明偶联剂KH550有助于铜向食品模拟物中迁移。(3)选用米醋、白酒、柠檬水、橄榄油和矿泉水5种真实食品,研究了40℃-10 d和70℃-2 h条件下复合膜中纳米铜的迁移行为。在相同条件下,米醋中铜的迁移量显著高于其他食品(P<0.05),最大迁移量为540μg/L。在相同条件下,复合膜CF-0.25中铜向米醋和橄榄油中的迁移量低于复合膜CF-0.25#,而向柠檬水、矿泉水和白酒中的迁移量高于复合膜CF-0.25#,这与复合膜在食品模拟物中的迁移规律不一致,表明用食品模拟物代替真实食品进行迁移试验存在误差。(4)采用场发射扫描电子显微镜(Field Emission Scanning Electron Microscopy,FE-SEM)、原子力显微镜(Atomic Force Microscopy,AFM)对迁移前后纳米铜/LDPE复合膜进行表征,采用电子万能试验机等对复合膜的性能进行测定。结果显示:纳米铜颗粒呈不规则球形,复合膜中的纳米铜颗粒有不同程度的团聚。随着纳米铜添加量增大,复合膜暗灰色加深,粗糙度增大,但CF-0.25#的粗糙度低于CF-0.25,表明偶联剂KH550有利于纳米铜均匀的分散在复合膜中,从而一定程度上降低复合膜表面粗糙度。复合膜在40℃下向3%乙酸中迁移10 d后颜色由暗灰色变蓝绿色,但视差感不强烈(?E<6)。纳米铜的添加导致复合膜的拉伸强度降低,但使其断裂伸长率升高,同时使光透过率降低,但迁移前后光透过率无明显差异。(5)对迁移过程进行合理假设建立迁移模型,利用Matlab软件拟合得到模型中的重要参数扩散系数(Diffusion coefficient,DP)值。Matlab拟合的迁移趋势线的相关系数在0.872~0.988之间,表明拟合效果较好,能较准确地反映迁移情况。随着温度的升高,铜的扩散系数增大;同一温度(70℃)下铜向3%乙酸中的扩散系数大于向10%乙醇中的扩散系数,表明铜向3%乙酸中的扩散速度大于向10%乙醇中的扩散速度,会较快地达到平衡。