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聚乳酸(PLA)是由乳酸为主要原料聚合而得到的可生物降解高分子材料,由其制成的薄膜有着良好的力学性能、透明度和生物相容性等。然而与传统包装薄膜相比,PLA薄膜的氧气阻隔性能差。构建氧气阻隔涂层是解决此问题的有效方法之一,但是PLA薄膜表面的粘附性较弱,影响了亲水性高分子材料在其表面沉积。等离子体表面改性方法虽然可以有效改善PLA薄膜对涂层原料的亲和力,但是需要专业的仪器设备且存在时效性等问题。本文采用氢氧化钠和无水乙醇混合液对PLA薄膜进行碱化处理,对比分析了不同亲水性高分子材料在碱化处理前后PLA薄膜表面的沉积行为。然后,采用层层组装法在碱化处理后PLA薄膜表面构建了涂层,并通过调节涂层中的组分改进了该薄膜的氧气阻隔性能。具体研究内容和结果如下:首先,采用氢氧化钠和无水乙醇的混合溶液对PLA薄膜进行碱化处理,随后在处理前后的PLA薄膜表面构建壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)涂层。采用红外光谱仪、扫描电镜和视频接触角张力仪对化学结构、表面形貌和亲水性能进行了对比分析,并采用透氧仪和紫外-可见分光光度计对阻氧性能和光学性能分别进行了测试。结果显示,碱化处理可以促进CS、PVA和SA在PLA薄膜表面的吸附,并且沉积后形成的涂层有效提高了氧气阻隔性能。碱化处理前的PLA薄膜在沉积CS、PVA和SA后氧气透过率分别为72.00、7.09和787.71 cc/m2·day,碱化处理之后的PLA薄膜在沉积CS、PVA和SA后,氧气透过率分别下降到10.60、2.48和4.40 cc/m2.day。其次,采用层层组装法在碱化处理后的PLA薄膜表面构建魔芋葡甘聚糖(KGM)/植酸(PA)多层涂层。采用红外光谱仪和扫描电镜对化学结构和表面形貌分别进行了分析。采用透氧仪测试了氧气阻隔性能,并采用紫外-可见分光光度计对抗氧化性能和光学性能进行了测试。结果显示,随着组装层数的增加,涂层的厚度呈线性规律增长,组装至3个双层时,氧气透过率由PLA原膜的676.68 cc/m2·day下降到5.21cc/m2·day,自由基清除率达到了 12.5%,且保持高透明度。最后,采用层层组装法在碱化处理后的PLA薄膜表面构建了魔芋葡甘聚糖(KGM)/单宁酸(TA)多层涂层。采用红外光谱仪和扫描电镜对化学结构和表面形貌分别进行了分析。采用透氧仪测试了氧气阻隔性能,并采用紫外-可见分光光度计对抗氧化性能和光学性能进行了测试。结果显示,随着组装层数的增加,涂层的厚度呈线性规律增长,组装至3个双层时,氧气透过率由PLA原膜的676.68 cc/m2·day下降到2.37 cc/m2·day,自由基清除率达到66.7%,且保持了高透明度。此外KGM/TA多层涂层在紫外光区250～340 nm范围内,赋予PLA薄膜几乎100%的紫外吸收性能。综上所述,本文研究了一种PLA薄膜表面处理的新型方法,处理后的PLA薄膜有效促进了亲水性高分子材料在其表面沉积。沉积后形成的涂层赋予PLA薄膜高的阻氧性能和抗氧化性能等,为高阻隔PLA薄膜的研发提供了理论和实验依据。