CN108102191A - 一种可降解型番薯淀粉环保薄膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种可降解型番薯淀粉环保薄膜，其原料按重量份包括：聚乙烯50‑75份，聚乙烯醇10‑30份，纳米纤维素冻干粉15‑30份，有机番薯淀粉20‑50份，无水乙醇5‑10份，甘油2‑5份。本薄膜的降解速度快，具有较好的机械性能和阻隔性能。

Description

一种可降解型番薯淀粉环保薄膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品包装材料领域，具体涉及一种可降解型番薯淀粉环保薄膜及其制备方法。
背景技术
塑料包装薄膜应用十分广泛，但容易产生有毒有害气体和异味，且塑料包装膜不易分解，可造成严重的“白色污染和水土污染”。可降解型包装薄膜是以天然可降解性物质(如蛋白质、纤维素、多糖及其衍生物等)为原料，通过分子间的相互作用而形成的具有空间网状结构的薄膜。可降解型薄膜与合成塑料包装膜性能相似，同时具有优于合成塑料包装膜的特点，主要体现在特有的阻隔性、安全性和无污染等优点，因此可降解型薄膜备受包装行业的重视。但是现有技术中可降解塑料的力学性能较差，需要进一步提高。
目前，国内尚无关于可降解番薯淀粉模拟塑料薄膜的研究。相关可降解型薄膜的研究多集中在大豆分离蛋白的改性及工艺上，例如，专利CN201410681234.7通过加入聚乙烯、聚丙烯及改性大豆分离蛋白从而制备性质较稳定的可降解薄膜；专利CN201410681234.7通过加入淀粉与大豆蛋白制备出拉伸强度及高抗水性的模拟塑料薄膜；专利CN201110214101.5叙述了一种大豆蛋白薄膜的制备方法。然而上述专利中制得的薄膜虽然都为可降解薄膜，但是降解速度较慢且机械性能不够优良。因此，通过调节制备关键技术，提高可降解番薯淀粉模拟塑料薄膜的降解速度，同时保证模拟薄膜具有较好的机械性能、阻隔性能，就成为目前食品包装行业有待解决的问题之一。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种可降解型番薯淀粉环保薄膜及其制备方法，能提高薄膜的降解速度，保证薄膜具有较好的机械性能、阻隔性能。
本发明采取的技术方案是：
一种可降解型番薯淀粉环保薄膜，其原料按重量份包括：聚乙烯50-75份，聚乙烯醇10-30份，纳米纤维素冻干粉15-30份，有机番薯淀粉20-50份，无水乙醇5-10份，甘油2-5份。
作为优选，所述的可降解型番薯淀粉环保薄膜的制备方法，包括以下步骤：
a.制备聚乙烯基础溶液：将聚乙烯颗粒置入120℃的水浴锅内，在混合搅拌的条件下进行溶解，在聚乙烯颗粒全部溶解后，加入聚乙烯醇颗粒，混合溶解，得到聚乙烯基础溶液；溶解后聚乙烯颗粒溶液冷却至20～37℃；
b.制备纳米有机纤维素匀浆：将纳米纤维素冻干粉加入到蒸馏水中，在165MPa的高压均质机作用下，形成质量分数为3.5％的纳米纤维素匀浆；
c.制备塑料薄膜液：将有机番薯淀粉加入到冷却至20～37℃的聚乙烯寄出溶液中，混合搅拌，之后加入纳米纤维素匀浆、无水乙醇和甘油，混合搅拌，得到塑料薄膜液；
d.调节塑料薄膜液的pH值：用0.35mol/L的HCl或0.32mol/LNaOH调解塑料薄膜液的pH值为8—8.50；
e.均温水浴加热塑料薄膜液：磁力搅拌条件下，87℃水浴加热35min；
f.干燥成膜：将水浴后的塑料薄膜液经纱布纳米过滤后，倒置在成膜机板槽内，并置于65℃的鼓风干燥箱内干燥12h；
g.回软揭膜：将干燥后的亚格力板置于恒温恒湿箱内进行回软揭膜。
作为优选，所述步骤g中，恒温恒湿箱的温度为35℃，湿度为75％RH。
作为优选，所述步骤g中，回软时间为42h。
本发明的有益效果为：
(1)本发明以水溶性的、可降解的番薯有机淀粉，可降解的聚乙烯颗粒及可降解的纳米有机纤维素为主要原料，对环境无毒无害无污染，环保且可快速降解；
(2)本发明提供的可降解型番薯淀粉环保薄膜的制备方法，操作简便，制得的薄膜厚度为0.012丝，且表面平整光滑，能够快速降解，时间从10天～25天不等，机械性能较强，阻气性能、阻水性能较好，具有良好的生物相容性及生物可降解性。该环保薄膜降解条件简单，将其埋于湿润且肥沃的土壤中或者丢弃在大自然中均可以快速降解.或者埋藏深度为7～12cm均可，阳光、空气、湿度等正常的环境条件下即可进行快速降解。纳米有机纤维素与PVA(聚乙烯醇)分子链之间羟基的氢键作用使膜内氢键密度增加，纳米有机纤维素较强的刚性及其与PVA界面的黏合作用使膜内高分子链之间形成较好的结合，同时PVA的大量轻基，会与SPI中的极基团反应，形成网络结构，因此三者之间形成了较强的结合作用，形成较稳定的且均匀的立体网状结构，从而大大增强了本薄膜的机械性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1：
一种可降解型番薯淀粉环保薄膜，其原料按重量份包括：聚乙烯50份，聚乙烯醇30份，纳米纤维素冻干粉25份，有机番薯淀粉40份，无水乙醇10份，甘油4份。
所述的可降解型番薯淀粉环保薄膜的制备方法，包括以下步骤：
a.制备聚乙烯基础溶液：将聚乙烯颗粒置入120℃的水浴锅内，在混合搅拌的条件下进行溶解，在聚乙烯颗粒全部溶解后，加入聚乙烯醇颗粒，混合溶解，得到聚乙烯基础溶液；
b.制备纳米有机纤维素匀浆：将纳米纤维素冻干粉加入到蒸馏水中，在165MPa的高压均质机作用下，形成质量分数为3.5％的纳米纤维素匀浆；
c.制备塑料薄膜液：将有机番薯淀粉加入到冷却至20～37℃的聚乙烯寄出溶液中，混合搅拌，之后加入纳米纤维素匀浆、无水乙醇和甘油，混合搅拌，得到塑料薄膜液；甘油用于辅助软化。
d.调节塑料薄膜液的pH值：用0.35mol/L的HCl或0.32mol/LNaOH调解塑料薄膜液的pH值为8.50；
e.均温水浴加热塑料薄膜液：磁力搅拌条件下，87℃水浴加热35min；
f.干燥成膜：将水浴后的塑料薄膜液经纱布纳米过滤后，倒置在成膜机板槽内，并置于65℃的鼓风干燥箱内干燥12h；
g.回软揭膜：将干燥后的亚格力板置于恒温恒湿箱内进行回软揭膜，恒温恒湿箱的温度为35℃，湿度为75％RH，回软时间为42h。
本方法制备的可降解型番薯淀粉环保薄膜，需降解时间约为15天，刚性强，耐拉伸，阻气性能、阻水性能较好。
实施例2：
一种可降解型番薯淀粉环保薄膜，其原料按重量份包括：聚乙烯60份，聚乙烯醇15份，纳米纤维素冻干粉30份，有机番薯淀粉20份，无水乙醇8份，甘油2份。
所述的可降解型番薯淀粉环保薄膜的制备方法，包括以下步骤：
a.制备聚乙烯基础溶液：将聚乙烯颗粒置入120℃的水浴锅内，在混合搅拌的条件下进行溶解，在聚乙烯颗粒全部溶解后，加入聚乙烯醇颗粒，混合溶解，得到聚乙烯基础溶液；
b.制备纳米有机纤维素匀浆：将纳米纤维素冻干粉加入到蒸馏水中，在165MPa的高压均质机作用下，形成质量分数为3.5％的纳米纤维素匀浆；
c.制备塑料薄膜液：将有机番薯淀粉加入到冷却至20～37℃的聚乙烯寄出溶液中，混合搅拌，之后加入纳米纤维素匀浆、无水乙醇和甘油，混合搅拌，得到塑料薄膜液；
d.调节塑料薄膜液的pH值：用0.35mol/L的HCl或0.32mol/LNaOH调解塑料薄膜液的pH值为8.20；
e.均温水浴加热塑料薄膜液：磁力搅拌条件下，87℃水浴加热35min；
f.干燥成膜：将水浴后的塑料薄膜液经纱布纳米过滤后，倒置在成膜机板槽内，并置于65℃的鼓风干燥箱内干燥12h；
g.回软揭膜：将干燥后的亚格力板置于恒温恒湿箱内进行回软揭膜，恒温恒湿箱的温度为35℃，湿度为75％RH，回软时间为42h。
本方法制备的可降解型番薯淀粉环保薄膜，需降解时间约为12天，刚性较强，耐拉伸，阻气性能、阻水性能好。
实施例3：
一种可降解型番薯淀粉环保薄膜，其原料按重量份包括：聚乙烯75份，聚乙烯醇10份，纳米纤维素冻干粉15份，有机番薯淀粉50份，无水乙醇5份，甘油5份。
所述的可降解型番薯淀粉环保薄膜的制备方法，包括以下步骤：
a.制备聚乙烯基础溶液：将聚乙烯颗粒置入120℃的水浴锅内，在混合搅拌的条件下进行溶解，在聚乙烯颗粒全部溶解后，加入聚乙烯醇颗粒，混合溶解，得到聚乙烯基础溶液；
b.制备纳米有机纤维素匀浆：将纳米纤维素冻干粉加入到蒸馏水中，在165MPa的高压均质机作用下，形成质量分数为3.5％的纳米纤维素匀浆；
c.制备塑料薄膜液：将有机番薯淀粉加入到冷却至20～37℃的聚乙烯寄出溶液中，混合搅拌，之后加入纳米纤维素匀浆、无水乙醇和甘油，混合搅拌，得到塑料薄膜液；
d.调节塑料薄膜液的pH值：用0.35mol/L的HCl或0.32mol/LNaOH调解塑料薄膜液的pH值为8；
e.均温水浴加热塑料薄膜液：磁力搅拌条件下，87℃水浴加热35min；
f.干燥成膜：将水浴后的塑料薄膜液经纱布纳米过滤后，倒置在成膜机板槽内，并置于65℃的鼓风干燥箱内干燥12h；
g.回软揭膜：将干燥后的亚格力板置于恒温恒湿箱内进行回软揭膜，恒温恒湿箱的温度为35℃，湿度为75％RH，回软时间为42h。
本方法制备的可降解型番薯淀粉环保薄膜，需降解时间约为20天，刚性较强，耐拉伸，阻气性能、阻水性能较好。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了说明本发明所作的举例，而并非对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷例。而这些属于本发明的实质精神所引申出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种可降解型番薯淀粉环保薄膜，其特征在于，其原料按重量份包括：聚乙烯50-75份，聚乙烯醇10-30份，纳米纤维素冻干粉15-30份，有机番薯淀粉20-50份，无水乙醇5-10份，甘油2-5份。
2.如权利要求1所述的一种可降解型番薯淀粉环保薄膜的制备方法，其特征在于，所述的快速降解型番薯淀粉模拟塑料薄膜的制备方法，包括以下步骤：
a.制备聚乙烯基础溶液：将聚乙烯颗粒置入120℃的水浴锅内，在混合搅拌的条件下进行溶解，在聚乙烯颗粒全部溶解后，加入聚乙烯醇颗粒，混合溶解，得到聚乙烯基础溶液；溶解后聚乙烯颗粒溶液冷却至20～37℃；
b.制备纳米有机纤维素匀浆：将纳米纤维素冻干粉加入到蒸馏水中，在165MPa的高压均质机作用下，形成质量分数为3.5％的纳米纤维素匀浆；
c.制备塑料薄膜液：将有机番薯淀粉加入到冷却至20～37℃的聚乙烯寄出溶液中，混合搅拌，之后加入纳米纤维素匀浆、无水乙醇和甘油，混合搅拌，得到塑料薄膜液；
d.调节塑料薄膜液的pH值：用0.35mol/L的HCl或0.32mol/LNaOH调解塑料薄膜液的pH值为8—8.50；
e.均温水浴加热塑料薄膜液：磁力搅拌条件下，87℃水浴加热35min；
f.干燥成膜：将水浴后的塑料薄膜液经纱布纳米过滤后，倒置在成膜机板槽内，并置于65℃的鼓风干燥箱内干燥12h；
g.回软揭膜：将干燥后的亚格力板置于恒温恒湿箱内进行回软揭膜。
3.如权利要求2所述的一种可降解型番薯淀粉环保薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤g中，恒温恒湿箱的温度为35℃，湿度为75％RH。
4.如权利要求2所述的一种可降解型番薯淀粉环保薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤g中，回软时间为42h。
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