CN104017243A - 一种基于天然纤维素的可完全降解的抗菌保鲜包装材料及其制备方法 - Google Patents

一种基于天然纤维素的可完全降解的抗菌保鲜包装材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种基于天然纤维素的可完全降解的抗菌保鲜包装材料及其制备方法，属于包装材料技术领域。其干原料由丝瓜络纤维、天然纤维素粉、聚乙烯醇和EVA组成，所占质量比(干重)分别为5-50％、40-85％、0-5％、5-15％。将聚乙烯醇和EVA树脂溶解于水中，水的用量为聚乙烯醇和EVA树脂总质量的40-60倍，然后加入丝瓜络纤维、天然纤维素粉，浸泡溶胀10-24小时，然后利用球磨机或胶体磨处理5-10小时，使得丝瓜络纤维、天然纤维的纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延成型设备上流延。本材料完全降解，具有适宜的水蒸气透过率和较低的氧气透过率，可抗菌，用于蔬菜类农产品的保鲜包装。

Description

一种基于天然纤维素的可完全降解的抗菌保鲜包装材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种生鲜农产品的保鲜包装材料，特别涉及一种具有抗菌性能、可完全降解的果蔬保鲜包装材料的制备方法，属于包装材料技术领域。
背景技术
随着我国城市化进程的发展，大城市居民蔬菜水果的供应越来越依赖于外地，对果蔬保鲜包装材料的需求会越来越大，对果蔬包装材料的要求越来越高。塑料基包装材料具有不可降解、不可再生、透气性差等问题，不能很好满足果蔬保鲜和环境保护的要求，相比之下，纤维素来源广泛、可再生、可完全降解，且纤维素基包装材料具有较好的氧气、二氧化碳和水蒸气透过率，是性能优良的果蔬保鲜包装材料，特别是丝瓜络纤维素，丝瓜络中含有木聚糖、甘露聚糖、半乳聚糖等成分，具有天然的杀菌、消毒、除臭的功能，我国自古以来就有用丝瓜络洗碗的习惯，还用丝瓜络制成鞋垫、沐浴用品和厨房清洁用品。
本发明设计一种纤维素基可降解抗菌型保鲜包装薄膜，以微纳米级天然纤维素粉、少量聚乙烯醇和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为主剂，添加定量的具有抑菌功能的丝瓜络纤维粉，经过粉碎处理后流延成膜，得到可降解、抗菌保鲜包装薄膜。这种纤维素基可降解抗菌型保鲜包装薄膜具有下列特点：(1)完全降解，对环境不造成污染；(2)具有适宜的水蒸气透过率和保水性，维持保鲜袋内适宜的湿度；(3)具有较低的氧气透过率，减弱农产品呼吸强度，延缓农产品衰老；(4)在包装材料中首次使用天然抗菌材料-丝瓜络纤维。这种可降解天然抗菌保鲜包装材料主要用于蔬菜类农产品的保鲜包装。
发明内容
本发明以天然微晶纤维素为主剂、以天然丝瓜络纤维为杀菌剂、以可降解的聚乙烯醇或EVA为助剂，制备的果蔬保鲜薄膜具有杀菌功能，还可100％降解。以天然丝瓜络纤维为原料制备抗菌保鲜包装材料的工艺，在国内外还未见报道。
本发明所涉及的一种具有抗菌性能、可完全降解的果蔬保鲜包装材料，其干原料由丝瓜络纤维、天然纤维素粉、聚乙烯醇和EVA组成，且它们在包装材料中所占质量比(干重)分别为5-50％、40-85％、0-5％(优选1-5％)、5-15％。
本发明采用如下技术方案制备上面所述的包装材料，将聚乙烯醇和EVA树脂溶解于水中，水的用量为聚乙烯醇和EVA树脂总质量的40-60倍，然后加入丝瓜络纤维、天然纤维素粉，浸泡溶胀10-24小时，然后利用球磨机或胶体磨处理5-10小时，使得丝瓜络纤维、天然纤维的纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延成型设备上流延得到具有抗菌性能的可完全降解的纤维素基包装材料。
本发明所涉及的包装材料，特别适合于水果和蔬菜的包装，其氧气透过率为1×104-1×105ml/m2.day.atm，水蒸气的透过率为100-300g/m2.day。该包装材料中的天然丝瓜络纤维具有抗菌功能，能够抑制包装材料上滋生病原菌，也可以杀灭病原菌，且可以完全降解，不对环境造成任何污染。
具体实施方式
下面结合实施例和对比例对本发明做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。
对比例1：
取2克聚乙烯醇树脂和8克可溶性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)树脂于40-50度下溶解于500毫升蒸馏水中，然后加入90克50-200目之间的市售纤维素粉，搅拌下浸泡15小时；待纤维素溶胀后，将悬浮液加入到球磨机或胶体磨中球磨10小时，得到纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延设备上制备薄膜，得到不含丝瓜络纤维的包装材料(薄膜)1。
对比例2：
取10克可溶性EVA树脂于40-50度下溶解于500毫升蒸馏水中，然后加入90克50-200目之间的市售纤维素粉，搅拌下浸泡10小时；待纤维素溶胀后，将悬浮液加入到球磨机或胶体磨中球磨5小时，得到纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延设备上制备薄膜，得到不含丝瓜络纤维的包装材料2。
对比例3：
取5克聚乙烯醇树脂和15克可溶性EVA共聚物于40-50度下溶解于1000毫升蒸馏水中，然后加入80克50-200目之间的市售纤维素粉，搅拌下浸泡24小时；待纤维素溶胀后，将悬浮液加入到球磨机或胶体磨中球磨10小时，得到纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延设备上制备薄膜，得到不含丝瓜络纤维的包装材料3。
实施例1
取5克聚乙烯醇树脂和5克可溶性EVA共聚物树脂于40-50度下溶解于500毫升蒸馏水中，然后加入5克粒度为50-200目之间市售丝瓜络粉、85克粒度在50-200目之间的市售纤维素粉，搅拌下浸泡10小时；待纤维素溶胀后，将悬浮液加入到球磨机或胶体磨中球磨5小时，得到纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延设备上制备薄膜，得到含丝瓜络纤维的包装材料1。
实施例2
取1克聚乙烯醇树脂和9克可溶性EVA共聚物树脂于40-50度下溶解于500毫升蒸馏水中，然后加入10克粒度为50-200目之间市售丝瓜络粉、80克粒度在50-200目之间的市售纤维素粉，搅拌下浸泡15小时；待纤维素溶胀后，将悬浮液加入到球磨机或胶体磨中球磨7小时，得到纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延设备上制备薄膜，得到含丝瓜络纤维的包装材料2。
实施例3
取3克聚乙烯醇树脂和7克可溶性EVA共聚物树脂于40-50度下溶解于500毫升蒸馏水中，然后加入30克粒度为50-200目之间市售丝瓜络粉、60克粒度在50-200目之间的市售纤维素粉，搅拌下浸泡24小时；待纤维素溶胀后，将悬浮液加入到球磨机或胶体磨中球磨10小时，得到纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延设备上制备薄膜，得到含丝瓜络纤维的包装材料3。
实施例4
取10克可溶性EVA共聚物树脂于40-50度下溶解于500毫升蒸馏水中，然后加入30克粒度为50-200目之间市售丝瓜络粉、60克粒度在50-200目之间的市售纤维素粉，搅拌下浸泡20小时；待纤维素溶胀后，将悬浮液加入到球磨机或胶体磨中球磨10小时，得到纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延设备上制备薄膜，得到含丝瓜络纤维的包装材料4。
实施例5
取15克可溶性EVA共聚物树脂于40-50度下溶解于750毫升蒸馏水中，然后加入30克粒度为50-200目之间市售丝瓜络粉、55克粒度在50-200目之间的市售纤维素粉，搅拌下浸泡24小时；待纤维素溶胀后，将悬浮液加入到球磨机或胶体磨中球磨10小时，得到纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延设备上制备薄膜，得到含丝瓜络纤维的包装材料5。
实施例6
取5克聚乙烯醇树脂和5克可溶性EVA共聚物树脂于40-50度下溶解于500毫升蒸馏水中，然后加入40克粒度为50-200目之间市售丝瓜络粉、50克粒度在50-200目之间的市售纤维素粉，搅拌下浸泡24小时；待纤维素溶胀后，将悬浮液加入到球磨机或胶体磨中球磨10小时，得到纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延设备上制备薄膜，得到含丝瓜络纤维的包装材料6。
实施例7
取10克可溶性EVA共聚物树脂于40-50度下溶解于500毫升蒸馏水中，然后加入50克粒度为50-200目之间市售丝瓜络粉、40克粒度在50-200目之间的市售纤维素粉，搅拌下浸泡24小时；待纤维素溶胀后，将悬浮液加入到球磨机或胶体磨中球磨10小时，得到纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延设备上制备薄膜，得到含丝瓜络纤维的包装材料7。
利用透氧、透湿仪测试得到的纤维素及薄膜的氧气透过率和水蒸气透过率。测试所有薄膜的透气性数据见表1所示。水蒸气透过率的测试根据《GB/T1037-88塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法》标准测试。采用美国MOCON公司的水蒸气透过率测试仪测试，测试三次取平均值。氧气透过率是根据标准《GB/T1038-2000塑料薄膜和薄片气体透过性试验方法压差法》测试，使用济南兰光的BTY-B1压差法透氧测试仪测试，测试三次取平均值。
将薄膜裁成10厘米直径的圆形样品，置于表面皿的底部，加入含有菌落的琼脂培养液，在25度保温箱中放置24小时，取出后检查薄膜表面滋生的菌落数目。测试所有薄膜的表面滋生细菌数量见表1所示。
表1表面的透气性和抑菌性能
从表1所示结果可以看出，本发明所涉及的含丝瓜络纤维的可降解保鲜包装材料(薄膜)具有明显的抗菌效果，且随着丝瓜络纤维添加量的增加，抗菌性明显增加。本发明所述保鲜包装材料特别适合于包装水果和蔬菜，且可以100％降解。
本领域的技术人员应该明了，上述优选实施例只是对本发明的具体说明，并不构成对本发明的限制。对本发明的技术方案进行各种变动和等效替换，而不背离本发明技术方案的原理和范围，均应涵盖在本发明权利要求的范围之中。

Claims (4)

1.一种具有抗菌性能、可完全降解的果蔬保鲜包装材料，其特征在于，其干原料由丝瓜络纤维、天然纤维素粉、聚乙烯醇和EVA组成，所占质量比(干重)分别为5-50％、40-85％、0-5％、5-15％。
2.按照权利要求一种具有抗菌性能、可完全降解的果蔬保鲜包装材料，其特征在于，聚乙烯醇的用量为1-5％。
3.制备权利要求1的一种具有抗菌性能、可完全降解的果蔬保鲜包装材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚乙烯醇和EVA树脂溶解于水中，水的用量为聚乙烯醇和EVA树脂总质量的40-60倍，然后加入丝瓜络纤维、天然纤维素粉，浸泡溶胀10-24小时，然后利用球磨机或胶体磨处理5-10小时，使得丝瓜络纤维、天然纤维的纤维长度为1-10微米的悬浮液，在流延成型设备上流延得到具有抗菌性能的可完全降解的纤维素基包装材料。
4.权利要求1或2的一种具有抗菌性能、可完全降解的果蔬保鲜包装材料作为水果和蔬菜的包装材料。
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