为延长海产品在运输、上架期间的保鲜时间,提高包装材料的抗菌性是主要手段,其中抗菌剂的选择及研制是关键,核心问题是抗菌剂在基材中的分散性与持久性,前者决定了抗菌性能的优劣,后者关系抗菌性能的保持时间。本文选用比较典型的无机纳米抗菌剂:纳米二氧化钛（TiO₂）、纳米银（Ag）、杂多酸以及有机抗菌剂季膦盐和季铵盐作为研究对象,通过对无机粒子进行表面处理,提高它们与基体的相容性;通过有机无机杂化将两类抗菌剂结合到一个分子中,同时发挥抗菌和增容的效果;将不同的抗菌剂进行复合使用,以期获得最优的抗菌性能和持久性,并对抗菌膜的物理性状进行表征,主要研究内容如下:1.采用偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）、γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）、甲基三甲氧基硅烷、钛酸正四丁酯对TiO₂进行表面改性,通过热重、红外光谱、两相沉降、接触角等分析手段进行表征。结果表明,KH570和甲基三甲氧基硅烷对TiO₂改性效果较好,改性后的TiO₂呈亲油性。将KH570、KH550、甲基三甲氧基硅烷、钛酸正四丁酯改性后的TiO₂与聚丙烯熔融共混制成复合材料,借助热重、扫描电镜、差示扫描量热分析进行表征,结果表明,未改性的TiO₂存在明显团聚,难以分散均匀,而改性后的TiO₂在PP中分散比较均匀,其中钛酸正四丁酯和甲基三甲氧基硅烷改性后TiO₂聚集尺寸变小,表现出更好的相容性。改性后TiO₂的抗菌效果出现了不同程度的变化,其中KH570改性的TiO₂对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到了94.6%和83.0%,效果明显。2.选用纳米银作为抗菌剂,采用十二烷基硫醇对其进行表面处理,然后通过熔融共混法制备了PP复合膜。结果表明,表面处理后的纳米银能够更均匀地分散到PP中,0.4%改性纳米银的引入可使PP膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果大大提高,尤其是前者达到了100%的抗菌率。纳米银对复合膜的结晶行为和热稳定性影响较小,但是对动态模量影响比较大。3.将杂多酸和季铵盐/季膦盐发生反应,形成有机无机杂化材料,然后通过熔融共混法制备了PP复合材料,研究其对抗菌性能的影响。结果表明,不同阴离子和阳离子均对抗菌性能产生了较大影响,其中四苯基氯化磷与磷钨酸形成的季磷盐抗菌效果最好,8%的添加量能够获得大肠杆菌73.5%和金黄色葡萄球菌99.7%的抗菌率,但是采用长链季铵盐改性的磷钨酸盐,抗菌效果反而比较差。虽然后者比前者更易分散,这说明抗菌效果不但与分散密切相关,同时也受抗菌剂的类型的影响。季磷盐的抗菌效果优于季铵盐,所以即使四苯基膦的相容性比长链烷基铵的略差,但其抗菌性能优于长链烷基铵类。4.将纳米银和磷钨酸盐与PP基材熔融共混制备PP复合材料,研究多种抗菌组分复合对抗菌性能的影响。结果表明,纳米银和磷钨酸盐在PP中表现了非常好的抑菌效果,添加0.05%纳米银和1%磷钨酸可使PP膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有99%以上的抗菌率,表现出良好的协同抑菌效果。5.通过模拟迁移试验发现,纳米银在水性、酸性、酒精及油性食品模拟物中都会发生不同程度的迁移,迁移趋势依次为4%乙酸>正己烷>20%乙醇>水,迁移趋势随接触时间延长,温度升高而变大。考虑到纳米粒子特殊效应引发的生物安全,开展了纳米银动物和细胞毒理试验,对纳米银的急性、亚急性及细胞毒性进行了研究。结果表明,纳米银表现为低毒级,无皮肤和致敏性;对人乳腺癌细胞活性的影响随浓度增高逐渐变大,当浓度达到200μg/mL时,人乳腺癌细胞活性低于40%,这说明纳米银具有一定的细胞毒性。6.在模拟迁移试验及纳米银粒子生物毒理学研究基础上,开展了纳米银复合抗菌膜纳米银粒子暴露量安全风险评估,评估结果表明,纳米银包装制品的使用存在一定风险,长期使用存在产生不良反应的可能。综上研究,认为纳米银改性后的抗菌膜抗菌效果相对较好,与磷钨酸盐复合共混制成的PP复合抗菌膜也获得了优良的抗菌效果,且大大降低了纳米银的添加量;纳米银迁移及毒理试验表明,长期消费纳米银复合抗菌材料具有一定风险,建议设定纳米银特定迁移限量。