CN104098794B - 一种羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜 - Google Patents
一种羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜，涉及薄膜生产技术领域，由如下质量份数的原料制成：羧甲基壳聚糖50-60份、淀粉15-30份、聚乙烯醇15-30份、沙蒿胶5-10份、羟丙基纤维素2-8份、纳米二氧化硅3-6份、硬脂酸锌5-10份、氧化聚乙烯蜡4-8份、乙基硅油2-7份、戊二醛4-10份、蒸馏水150-200份。本发明以羧甲基壳聚糖、淀粉和聚乙烯醇为主，以增塑剂、助熔剂、交联剂和降解助剂为辅，既保持了壳聚糖与淀粉良好的生物降解性能，又有效提高了塑料薄膜的品质；并且其制备方法简单、生产成本低，利于工业化生产。
Description
技术领域：
本发明涉及薄膜生产技术领域，具体涉及一种羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜。
背景技术：
壳聚糖是是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，来源仅次于纤维素，被誉为“第2类天然高分子”。壳聚糖具有良好的成膜性，与生物体具有良好的生物相容性，可被生物降解，广泛应用于食品保鲜、环境处理和医学领域。由于壳聚糖良好的成膜性、抗菌性和水蒸气透过性，以及成膜后适宜的阻气性使其在保鲜领域的应用尤为突出。
但在实际生产和应用中，人们发现仅由壳聚糖制备的薄膜存在着力学性能差、脆性大以及不适用于酸性环境等问题。因此，我们想以壳聚糖、淀粉和聚乙烯醇为主要原料，期望能得到一种力学性能优异、韧性好且可被环境完全降解的共混薄膜。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种生产工艺简单、成本低且对环境友好的羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜，由如下质量份数的原料制成：
羧甲基壳聚糖50-60份、淀粉15-30份、聚乙烯醇15-30份、沙蒿胶5-10份、羟丙基纤维素2-8份、纳米二氧化硅3-6份、硬脂酸锌5-10份、氧化聚乙烯蜡4-8份、乙基硅油2-7份、戊二醛4-10份、蒸馏水150-200份。
所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、燕麦淀粉、大麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、荞麦淀粉和豆粉中的一种。
所述纳米二氧化硅的粒径为20-100nm。
一种羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤a:机械搅拌下将淀粉加入到1/3的蒸馏水中，然后升温至50-60℃搅拌15-20min，得到淀粉糊化液；
步骤b:室温下将羧甲基壳聚糖加入到剩余的蒸馏水中，搅拌15-20min后得到均匀的羧甲基壳聚糖溶液；
步骤c:将步骤a配制的淀粉糊化液、步骤b配制的羧甲基壳聚糖溶液以及其与原料按所述比例加入到反应釜中，然后升温至130-140℃后搅拌混合20-30min，均质、真空脱气得到成膜液；
步骤d:将步骤c制得的成膜液趁热从膜载体表面的一侧流延至另一侧，直至成膜液均匀地涂覆于整个膜载体表面，将然后将膜载体置于室温下自然风干或放于45℃的烘箱中干燥，待膜完全固化后将其从膜载体上剥离下来，即得目标薄膜。
本发明的有益效果是：本发明以壳聚糖、淀粉和聚乙烯醇为主，以增塑剂、助熔剂、交联剂和降解助剂为辅，既保持了壳聚糖与淀粉良好的生物降解性能，又有效提高了塑料薄膜的品质；并且其制备方法简单、生产成本低，利于工业化生产。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。
实施例1：
羧甲基壳聚糖50份、淀粉15份、聚乙烯醇15份、沙蒿胶5份、羟丙基纤维素2份、纳米二氧化硅3份、硬脂酸锌5份、氧化聚乙烯蜡4份、乙基硅油2份、戊二醛4份、蒸馏水150份。
实施例2：
羧甲基壳聚糖52份、淀粉19份、聚乙烯醇19份、沙蒿胶6份、羟丙基纤维素4份、纳米二氧化硅4份、硬脂酸锌6份、氧化聚乙烯蜡5份、乙基硅油3份、戊二醛6份、蒸馏水160份。
实施例3：
羧甲基壳聚糖55份、淀粉23份、聚乙烯醇23份、沙蒿胶7份、羟丙基纤维素5份、纳米二氧化硅4份、硬脂酸锌8份、氧化聚乙烯蜡6份、乙基硅油5份、戊二醛7份、蒸馏水170份。
实施例4：
羧甲基壳聚糖58份、淀粉27份、聚乙烯醇27份、沙蒿胶8份、羟丙基纤维素7份、纳米二氧化硅5份、硬脂酸锌9份、氧化聚乙烯蜡7份、乙基硅油6份、戊二醛8份、蒸馏水180份。
实施例5：
羧甲基壳聚糖60份、淀粉30份、聚乙烯醇30份、沙蒿胶10份、羟丙基纤维素8份、纳米二氧化硅6份、硬脂酸锌10份、氧化聚乙烯蜡8份、乙基硅油7份、戊二醛10份、蒸馏水200份。
所用淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、燕麦淀粉、大麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、荞麦淀粉和豆粉中的一种。
所用纳米二氧化硅的粒径为20-100nm。
按照实施例1-5的原料配方制备羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜，包括如下步骤：
步骤a:机械搅拌下将淀粉加入到1/3的蒸馏水中，然后升温至50-60℃搅拌15-20min，得到淀粉糊化液；
步骤b:室温下将羧甲基壳聚糖加入到剩余的蒸馏水中，搅拌15-20min后得到均匀的羧甲基壳聚糖溶液；
步骤c:将步骤a配制的淀粉糊化液、步骤b配制的羧甲基壳聚糖溶液以及其与原料按所述比例加入到反应釜中，然后升温至130-140℃后搅拌混合20-30min，均质、真空脱气得到成膜液；
步骤d:将步骤c制得的成膜液趁热从膜载体表面的一侧流延至另一侧，直至成膜液均匀地涂覆于整个膜载体表面，将然后将膜载体置于室温下自然风干或放于45℃的烘箱中干燥，待膜完全固化后将其从膜载体上剥离下来，即得目标薄膜。
依据现行国标法对实施例1-5制得的羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜的拉伸强度、断裂伸长率、透光率、防雾效果、薄膜两侧温度差以及土壤降解时间进行测定，结果如下所示：
从上表可以看出，由实施例1-5制备的羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜的力学性能、透光率和保温性均优于普通PE膜和PVC膜；并且研究发现本发明制备的薄膜还具有优良的生物降解性能，其在室温下5-6个月内能够被完全降解，远远优于普通降解薄膜的降解时间9-15个月。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜，其特征在于，由如下质量份数的原料制成：羧甲基壳聚糖50-60份、淀粉15-30份、聚乙烯醇15-30份、沙蒿胶5-10份、羟丙基纤维素2-8份、纳米二氧化硅3-6份、硬脂酸锌5-10份、氧化聚乙烯蜡4-8份、乙基硅油2-7份、戊二醛4-10份、蒸馏水150-200份。
2.根据权利要求1所述的羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜，其特征在于：所述淀粉为玉米淀粉、小麦淀粉、燕麦淀粉、大麦淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、荞麦淀粉和豆粉中的一种。
3.根据权利要求1所述的羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜，其特征在于：所述纳米二氧化硅的粒径为20-100nm。
4.一种如权利要求1所述羧甲基壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a：机械搅拌下将淀粉加入到1/3的蒸馏水中，然后升温至50-60℃搅拌15-20min，得到淀粉糊化液；
步骤b：室温下将羧甲基壳聚糖加入到剩余的蒸馏水中，搅拌15-20min后得到均匀的羧甲基壳聚糖溶液；
步骤c：将步骤a配制的淀粉糊化液、步骤b配制的羧甲基壳聚糖溶液以及其余原料按所述比例加入到反应釜中，然后升温至130-140℃后搅拌混合20-30min，均质、真空脱气得到成膜液；
步骤d：将步骤c制得的成膜液趁热从膜载体表面的一侧流延到另一侧，直至成膜液均匀地涂覆于整个膜载体表面，然后将膜载体置于室温下自然风干或放于45℃的烘箱中干燥，待膜完全固化后将其从膜载体上剥离下来，即得目标薄膜。
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