CN106674559B - 一种psf非对称气体成分调节膜的制备方法及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于膜材料技术领域，公开了一种PSF非对称气体成分调节膜的制备方法及应用。所述制备方法包括如下步骤：将聚砜溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，得到铸膜液，然后将铸膜液在平板上流延成膜，放入烘箱中60～80℃下干燥4～6h，取出，自然冷却至室温，然后浸入去离子水中，揭下聚砜膜，室温晾干，得到所述PSF非对称气体成分调节膜。所得PSF非对称气体成分调节膜膜厚为16～23μm，对果蔬的呼吸作用有明显的抑制作用，可应用于果蔬贮藏保鲜领域。

Description

一种PSF非对称气体成分调节膜的制备方法及应用
技术领域
本发明属于膜材料技术领域，具体涉及一种PSF非对称气体成分调节膜的制备方法及应用。
背景技术
现阶段果蔬保鲜贮藏技术方法主要有物理、化学以及生物方法，如保鲜膜、冷藏、杀菌、辐照等。气调保鲜膜在国际上得到了广泛的应用，且有向更广阔领域发展之势。气调保鲜技术是指通过改变贮藏环境的温度，相对湿度和气体环境，以抑制果蔬的呼吸作用、减缓新鲜果蔬的新陈代谢活动并抑制其腐败微生物的繁殖，保持产品新鲜色泽，从而延长产品的货架期或保鲜期。气调保鲜分为CAP和MAP两种形式，CAP是控制贮藏环境中调节气体的浓度保持恒定；MAP是最初在气调系统中建立起预定的调节气体浓度，在随后的贮藏期间自发调节不受人为控制。此保鲜技术具有安全无污染、低能耗、操作简单的特点，符合绿色包装的要求和可持续发展的理念，在果蔬保鲜中备受注目。
聚砜(PSF)是国内外最常用的膜材料之一，它具有优良的渗透性、抗氧化性、耐温性、耐溶剂性和具有较高的机械性能、抗蠕变性以及价廉易得无毒等优点，在反渗透、超滤、醇-水分离、烯烃-烷烃分离、固定化载体以及血液透析等方面得到了广泛的应用。但通过合适的方法将聚砜制备成适合果蔬贮藏保鲜的选择性气调膜目前却鲜有研究。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种PSF非对称气体成分调节膜的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的PSF非对称气体成分调节膜。
本发明的再一目的在于提供上述PSF非对称气体成分调节膜在果蔬贮藏保鲜领域中的应用。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种PSF非对称气体成分调节膜的制备方法，包括如下制备步骤：
将聚砜(PSF)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，得到铸膜液，然后将铸膜液在平板上流延成膜，放入烘箱中60～80℃下干燥4～6h，取出，自然冷却至室温，然后浸入去离子水中，揭下聚砜(PSF)膜，室温晾干，得到所述PSF非对称气体成分调节膜。
优选地，所述铸膜液中PSF的质量浓度为5％～15％。
优选地，所述的铸膜液在使用前先经离心去除不溶物。
优选地，所述的平板是指玻璃平板，所述玻璃平板在使用前先用洁净剂清洗，后经稀酸漂洗，再用无水乙醇浸泡，最后用超纯水冲洗干净，烘干备用。
一种PSF非对称气体成分调节膜，通过上述方法制备得到，所述PSF非对称气体成分调节膜膜厚为16～23μm。
上述PSF非对称气体成分调节膜在果蔬贮藏保鲜领域中的应用。
本发明原理为：以PSF为原料，采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，通过溶剂挥发法制膜，DMF在挥发过程中形成表面致密、内部存在少量纳米孔并且具备一定气调能力的分离膜。
本发明的PSF非对称气体成分调节膜具有如下优点及有益效果：
(1)本发明所得PSF非对称气体成分调节膜绿色安全，对果蔬的呼吸作用有明显的抑制作用，以该调节膜保存果蔬，其终态CO2的浓度水平下降近一半，在果蔬贮藏保鲜领域具有广泛的应用前景；
(2)本发明提出了一种高效、稳定、简单易行以及低成本PSF非对称气体成分调节膜的制备方法。
附图说明
图1为本发明所得PSF非对称气体成分调节膜的整体形貌图；
图2和图3分别为本发明所得PSF非对称气体成分调节膜的表面电镜扫描图和断面电镜扫描图；
图4为新鲜上海青在本发明所得PSF非对称气体成分调节膜包裹下的呼吸强度测定结果图；
图5为新鲜青椒在本发明所得PSF非对称气体成分调节膜包裹下的呼吸强度测定结果图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
取4g聚砜(PSF)、30mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)于100mL的烧杯中，加入磁石，在60℃下搅拌均匀，至聚砜(PSF)完全溶解，制成一定浓度的铸膜液，离心去除不溶物，备用。取一块洁净的玻璃板(先用洁净剂清洗，后经稀酸漂洗，再用无水乙醇浸泡，最后用超纯水冲洗干净，烘干)，将一定的铸膜液倒在其上流延成膜，迅速放入烘箱，在60℃下干燥6h，取出，自然冷却至室温，将玻璃板浸入去离子水中，揭下聚砜(PSF)膜，室温晾干，得到所述PSF非对称气体成分调节膜。
本实施例所得PSF膜进行扫面电镜预处理，送样分析测试中心。
(1)断面扫描：取合适大小的长条形膜，置于液氮中折断，形成膜断面，直接用双粘胶黏贴于试样台上，尽量保持试样高度一致。
(2)表面扫描：将表面干净的膜置于真空镀膜仪器中，在膜表面中镀金处理。
(3)将预处理后样品放进SEM LEO1530VP真空室中，观察膜表面结构，并测量膜厚度。膜厚度在电镜下测定为：20μm。
本发明所得PSF非对称气体成分调节膜的整体形貌图如图1所示；其表面电镜扫描图和断面电镜扫描图分别如图2和图3所示。观察聚砜(PSF)膜的表面电镜图2可以看出PSF膜材料的表面光滑且平整。PSF调节膜的断面电镜图3则呈现出颗粒状，中间有少量膜分子大小的孔洞。以此为根据，可以证明本发明所得聚砜(PSF)非对称气体成分调节膜的表面没有微米级别的孔洞，而在膜的内部存在纳米级孔洞。
实施例2
取4g聚砜(PSF)、50mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)于100mL的烧杯中，加入磁石，在60℃下搅拌均匀，至聚砜(PSF)完全溶解，制成8％浓度的铸膜液，离心去除不溶物，备用。取一块洁净的玻璃板(先用洁净剂清洗，后经稀酸漂洗，再用无水乙醇浸泡，最后用超纯水冲洗干净，烘干)，将一定的铸膜液倒在其上流延成膜，迅速放入烘箱，在70℃下干燥5h，取出，自然冷却至室温，将玻璃板浸入去离子水中，揭下聚砜(PSF)膜，室温晾干，得到所述PSF非对称气体成分调节膜。
实施例3
取4g聚砜(PSF)、80mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)于100mL的烧杯中，加入磁石，在60℃下搅拌均匀，至聚砜(PSF)完全溶解，制成5％浓度的铸膜液，离心去除不溶物，备用。取一块洁净的玻璃板(先用洁净剂清洗，后经稀酸漂洗，再用无水乙醇浸泡，最后用超纯水冲洗干净，烘干)，将一定的铸膜液倒在其上流延成膜，迅速放入烘箱，在80℃下干燥4h，取出，自然冷却至室温，将玻璃板浸入去离子水中，揭下聚砜(PSF)膜，室温晾干，得到所述PSF非对称气体成分调节膜。
对本发明所得PSF非对称气体成分调节膜进行气调作用性能测试：
(1)取无破损的新鲜上海青一个，称重，置于3051H型果蔬呼吸测定仪1L的呼吸室，在呼吸室上端盖上本发明所得PSF非对称气体成分调节膜，并用黑布蒙住整个呼吸室，防止绿叶蔬菜进行光合作用对实验结果产生影响，最后置于通风处进行果蔬呼吸强度的测定，以密封盖替换PSF非对称气体成分调节膜将呼吸室密闭作为对照组，结果如图4所示。由图4可知，对照组密封盖新鲜上海青平衡二氧化碳的浓度达到了4600ppm左右，而在本发明PSF非对称气体成分调节膜的作用下，平衡二氧化碳的浓度为3100ppm左右，气调作用良好。
(2)取无破损的新鲜青椒一个，称重，置于3051H型果蔬呼吸测定仪1L的呼吸室，在呼吸室上端盖上本发明所得PSF非对称气体成分调节膜，并用黑布蒙住整个呼吸室，防止绿叶蔬菜进行光合作用对实验结果产生影响，最后置于通风处进行果蔬呼吸强度的测定，以密封盖替换PSF非对称气体成分调节膜将呼吸室密闭作为对照组，结果如图5所示。由图5可知，对照组密封盖新鲜青椒平衡二氧化碳的浓度达到了3000ppm左右，而在本发明PSF非对称气体成分调节膜的作用下，平衡二氧化碳的浓度为1600ppm左右，气调作用良好。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种PSF非对称气体成分调节膜在果蔬贮藏保鲜领域中的应用，其特征在于：所述PSF非对称气体成分调节膜膜厚为16～23μm，其通过如下方法制备得到：
将PSF溶于DMF中，得到铸膜液，然后将铸膜液在平板上流延成膜，放入烘箱中60℃～80℃下干燥4～6h，取出，自然冷却至室温，然后浸入去离子水中，揭下PSF膜，室温晾干，得到所述PSF非对称气体成分调节膜。
2.根据权利要求1所述的一种PSF非对称气体成分调节膜在果蔬贮藏保鲜领域中的应用，其特征在于：所述铸膜液中PSF的质量浓度为5％～15％。
3.根据权利要求1所述的一种PSF非对称气体成分调节膜在果蔬贮藏保鲜领域中的应用，其特征在于：所述铸膜液在使用前先经离心去除不溶物。
4.根据权利要求1所述的一种PSF非对称气体成分调节膜在果蔬贮藏保鲜领域中的应用，其特征在于：所述的平板是指玻璃平板，所述玻璃平板在使用前先用洁净剂清洗，后经稀酸漂洗，再用无水乙醇浸泡，最后用超纯水冲洗干净，烘干备用。
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