CN107759815A - 一种强韧性果胶基复合膜及其制备方法 - Google Patents

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王艳
王利娜
高秀丽
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Abstract

本发明涉及包装材料技术领域，特别是一种强韧性果胶基复合膜及其制备方法，由重量份数的果胶4%‑10%、明胶1%‑5%、甘油0.5%‑2.5%、邻苯二甲酸二甲酯0%‑2%、柠檬酸三丁酯0.2%‑1%、水79.5%‑94.3%制成，包括以下步骤：步骤一，制备果胶和明胶溶液；步骤二，制备果胶膜溶液；步骤三，超声脱气；步骤四，干燥成膜。本发明工艺条件温和，方法简便，生产成本低，市场前景广阔。

Description

一种强韧性果胶基复合膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及包装材料技术领域，特别是一种强韧性果胶基复合膜。
背景技术
随着科技的快速发展和社会的进步，包装业的发展也呈现出多元化的发展趋势。目前市场上大部分的包装材料采用难以在自然环境中降解的聚苯乙烯等塑料为基材，大量不可降解、不可回收塑料包装材料的过度使用，不仅造成资源和能源的大量浪费，更对我们赖以生存的生态环境造成了严重危害。
由包装材料造成的环境污染已引起了世界各国的广泛关注，世界各国陆续开展易降解、可回收的绿色包装材料的研究开发工作，其中以果胶为基体的复合膜因具有良好的生物降解性能和对人体健康无害性，受到了越来越多消费者的青睐，具有广阔的市场前景。
现有果胶保鲜膜制备技术以果胶和其他化工原料（如聚合物等）为主，难以做到真正的绿色环保无污染。例如，申请号为201410026040.3，名称为“一种果胶保鲜膜及其制备方法”专利，所制备的果胶保鲜膜主要成分为果胶和聚乙烯醇；申请号为201210545974.9，名称为“PVA/壳聚糖/果胶共混膜”专利，所制备的果胶共混膜主要成分为聚乙烯醇、壳聚糖和果胶。上述以聚乙烯醇等为主要原料的果胶膜，虽然减轻了对环境的污染，但吸入或摄入聚乙烯醇对人体会产生一定的危害性，且其生物降解性能相对较差，大量使用仍然会对人体健康和环境造成不利的影响。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明提供了一种绿色、环保、可降解果胶基复合膜包装材料，本发明的另一目的还在于提供上述果胶基复合膜包装材料的制备方法。
实现本发明的技术方案是：一种强韧性果胶基复合膜，由以下重量百分比的原料制成：果胶4%-10%、明胶1%-5%、甘油0.5%-2.5%、邻苯二甲酸二甲酯0%-2%、柠檬酸三丁酯0.2%-1%、水79.5%-94.3%。
所述的强韧性果胶基复合膜的制备方法，步骤如下：
（1）将果胶和明胶加入到热水中溶解，搅拌反应0.5-2h，得到胶溶液；
（2）依次将甘油、邻苯二甲酸二甲酯、柠檬酸三丁酯加入到步骤（1）得到的胶溶液中，在40-50℃的条件下搅拌反应10-30min，得到混合溶液；
（3）成膜：将步骤（2）中得到的混合溶液倒入成膜容器中，在40-60℃的条件下真空干燥2-8h，含水率降至8%-12%，干燥后得到强韧性果胶基复合膜。
所述步骤（1）中热水的温度为60-80℃。
所述步骤（2）的混合溶液进行脱气处理后倒入成膜容器中。
所述脱气方法为：将步骤（2）制得的混合溶液在30℃-40℃的条件下进行超声波脱气处理0.5-1.5h。
本发明的有益效果是：（1）本发明的主要原料果胶和明胶对人体无毒无害，安全性能好，在自然环境中很容易被微生物降解，具有优良的环保特性，不会对环境产生污染。
（2）本发明工艺条件温和，方法简便，生产成本低，易于实现工业化应用，市场前景广阔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种强韧性果胶基复合膜，由重量份数的果胶5%、明胶5%、甘油2%、邻苯二甲酸二甲酯1.5%、柠檬酸三丁酯0.5%、水84%制成，其制备步骤如下：
步骤一：将果胶和明胶加入到热水中溶解，在温度为60℃的条件下搅拌反应1h。
步骤二：依次将甘油、邻苯二甲酸二甲酯、柠檬酸三丁酯加入到果胶和明胶混合溶液中，在40℃的条件下搅拌反应30min。
步骤三：将步骤二所制得的混合溶液在30℃的条件下进行超声波脱气处理1h。
步骤四：将脱气后的溶液倒入成膜容器中，在50℃的条件下真空干燥4h，干燥后所得到的膜即为强韧性果胶基复合膜。
实施例2
一种强韧性果胶基复合膜，由重量份数的果胶6%、明胶4%、甘油2%、柠檬酸三丁酯1%、水87%制成，其制备步骤如下：
步骤一：将果胶和明胶加入到热水中溶解，在温度为70℃的条件下搅拌反应2h。
步骤二：依次将甘油、柠檬酸三丁酯加入到果胶和明胶混合溶液中，在50℃的条件下搅拌反应15min。
步骤三：将步骤二所制得的混合溶液在30℃的条件下进行超声波脱气处理1h。
步骤四：将脱气后的溶液倒入成膜容器中，在40℃的条件下真空干燥8h，干燥后所得到的膜即为强韧性果胶基复合膜。
实施例3
一种强韧性果胶基复合膜，由重量份数的果胶6%、明胶4%、甘油2%、邻苯二甲酸二甲酯0.5%、柠檬酸三丁酯1%、水86.5%制成，其制备步骤如下：
步骤一：将果胶和明胶加入到热水中溶解，在温度为70℃的条件下搅拌反应2h。
步骤二：依次将甘油、柠檬酸三丁酯加入到果胶和明胶混合溶液中，在50℃的条件下搅拌反应15min。
步骤三：将步骤二所制得的混合溶液在30℃的条件下进行超声波脱气处理1h。
步骤四：将脱气后的溶液倒入成膜容器中，在50℃的条件下真空干燥6h，干燥后所得到的膜即为强韧性果胶基复合膜。
实施例4
一种强韧性果胶基复合膜，由以下重量百分比的原料制成：果胶10%、明胶5%、甘油2.5%、邻苯二甲酸二甲酯2%、柠檬酸三丁酯1%、水79.5%。
制备步骤如下：
（1）将果胶和明胶加入到热水中溶解，在60℃下搅拌反应2h，得到胶溶液；
（2）依次将甘油、邻苯二甲酸二甲酯、柠檬酸三丁酯加入到步骤（1）得到的胶溶液中，在40℃的条件下搅拌反应30min，得到混合溶液；
（3）成膜：将步骤（2）中得到的混合溶液倒入成膜容器中，在40℃的条件下真空干燥8h，含水率降至8%，干燥后得到强韧性果胶基复合膜。
实施例5
一种强韧性果胶基复合膜，由以下重量百分比的原料制成：果胶4%、明胶1%、甘油0.5%、柠檬酸三丁酯0.2%、水94.3%。
制备步骤如下：
（1）将果胶和明胶加入到热水中溶解，在80℃下搅拌反应0.5，得到胶溶液；
（2）依次将甘油、柠檬酸三丁酯加入到步骤（1）得到的胶溶液中，在50℃的条件下搅拌反应10min，得到混合溶液；
（3）将步骤（2）制得的混合溶液在40℃的条件下进行超声波脱气处理0.5h；
（4）成膜：将步骤（3）中脱气后的混合溶液倒入成膜容器中，在60℃的条件下真空干燥2h，含水率降至12%，干燥后得到强韧性果胶基复合膜。
实施例6
一种强韧性果胶基复合膜，由以下重量百分比的原料制成：果胶5%、明胶3%、甘油1.5%、邻苯二甲酸二甲酯1.5%、柠檬酸三丁酯0.5%、水88.5%。
制备步骤如下：
（1）将果胶和明胶加入到热水中溶解，在70℃下搅拌反应1.5h，得到胶溶液；
（2）依次将甘油、邻苯二甲酸二甲酯、柠檬酸三丁酯加入到步骤（1）得到的胶溶液中，在45℃的条件下搅拌反应20min，得到混合溶液；
（3）将步骤（2）制得的混合溶液在35℃的条件下进行超声波脱气处理1.0h；
（4）成膜：将步骤（3）中脱气后的混合溶液倒入成膜容器中，在50℃的条件下真空干燥5h，含水率降至10%，干燥后得到强韧性果胶基复合膜。
果胶基复合膜性能测定
1、厚度：在实施例1-3所得果胶基复合膜上随机取五个点，用螺旋测微仪测量厚度，记录各点厚度，并取平均值作为该复合膜的厚度，测试结果如表1所示。
表1 复合膜厚度
2、含水率：将实施例1-3所得果胶基复合膜按照《食品安全国家标准食品中水分的测定》（GB 5009.3-2016）的要求，采用直接干燥法进行含水率测定，样品量为2-10g，测试结果如表2所示。
表2含水率
3、力学性能：将实施例1-3所得果胶基复合膜按照《塑料拉伸性能的测定》（GB/T 1040）的要求，采用YG028A万能材料试验机进行力学性能测定，样品规格为20mm×200mm，夹具间的初始间距为100mm，拉伸速度为1mm/s，测试结果如表1所示。
表3力学性能
项目 断裂强力（N） 拉伸强度（MPa） 断裂伸长率（%）
实施例1 1453.4 151.4 17.4
实施例2 1047.5 124.7 16.3
实施例3 1197.7 136.1 20.1
从表中数据可以看出，实施例1-3所制备的果胶基复合膜具有较高的拉伸强度和断裂强力，可以满足使用要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种强韧性果胶基复合膜，其特征在于由以下重量百分比的原料制成：果胶4%-10%、明胶1%-5%、甘油0.5%-2.5%、邻苯二甲酸二甲酯0%-2%、柠檬酸三丁酯0.2%-1%、水79.5%-94.3%。
2.权利要求1所述的强韧性果胶基复合膜的制备方法，其特征在于步骤如下：
（1）将果胶和明胶加入到热水中溶解，搅拌反应0.5-2h，得到胶溶液；
（2）依次将甘油、邻苯二甲酸二甲酯、柠檬酸三丁酯加入到步骤（1）得到的胶溶液中，在40℃-50℃的条件下搅拌反应10-30min，得到混合溶液；
（3）成膜：将步骤（2）中得到的混合溶液倒入成膜容器中，在40℃-60℃的条件下真空干燥2-8h，含水率降至8%-12%，干燥后得到强韧性果胶基复合膜。
3.根据权利要求2所述的强韧性果胶基复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中热水的温度为60℃-80℃。
4.根据权利要求2所述的强韧性果胶基复合膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）的混合溶液进行脱气处理后倒入成膜容器中。
5.根据权利要求4所述的强韧性果胶基复合膜的制备方法，其特征在于所述脱气方法为：将步骤（2）制得的混合溶液在30℃-40℃的条件下进行超声波脱气处理0.5-1.5h。
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