CN109369971A - 一种生物质缓冲包装材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种生物质缓冲包装材料的制备方法，包括以下步骤：取玉米秸秆粉碎，过筛；加入氢氧化钠溶液，搅拌；过滤清洗得产物A；将木薯渣过筛，浸入氢氧化钠溶液中搅拌，过滤烘干，粉碎；加巨龙竹粉和苯‑乙醇溶液混合抽提；加乙醇水溶液搅拌；配制成水悬浊液，研磨均质得悬浊液B；将魔芋葡甘聚糖、白果淀粉和去离子水混合，加热搅拌；加入环氧大豆油和乙酰柠檬酸三丁酯，继续搅拌；加入产物A和悬浊液B，搅拌，加入偶氮二甲酰胺、载银壳聚糖微球、醋酸乙烯‑乙烯共聚乳液和表面活性剂，继续搅拌；注入模具中，热压成型，在模具中保温干燥30s后即得。本方法所制备的包装材料具有很好的力学性能和缓冲性能，同时抗菌效果也很好。

Description

一种生物质缓冲包装材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物质缓冲包装材料的制备方法。
背景技术
20世纪以来，发泡聚苯乙烯缓冲包装材料被广泛用作电子产品的缓冲包装，但是发泡聚苯乙烯化学性能稳定使用废弃后在自然条件下200年内不会自然降解，从而造成严重的“白色污染”，如果回收发泡聚苯乙烯进行降解，则需要耗费大量成本。因此，开发一种天然可降解的环保绿色包装材料，以替代目前广泛使用的发泡聚苯乙烯发泡材料，对可持续发展将具有非常重要的现实意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种生物质缓冲包装材料的制备方法，所制备包装材料具有很好的力学性能和缓冲性能，同时抗菌效果也很好。
技术方案：一种生物质缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20-30份玉米秸秆粉碎，过60-80目筛；
(2)加入30-50份2mol/L氢氧化钠溶液，搅拌20-30min；
(3)过滤清洗得产物A；
(4)取10-20份木薯渣过筛除去杂质，浸入稀氢氧化钠溶液中并机械搅拌1h，过滤后用蒸溜水洗涤至中性，移至烘箱中在60℃下烘干，粉碎过40目筛；
(5)加入10-20份巨龙竹粉和200份苯-乙醇溶液混合，在90℃下抽提5-6h，弃去抽提物，其中，苯和乙醇的体积比为2:1；
(6)加入200份乙醇水溶液，并用冰醋酸调节pH至4-5，搅拌5-6h；
(7)加热至80-90℃，滴加NaOH溶液维持反应体系pH为10.5，搅拌2h；
(8)用去离子水清洗后加入去离子水配制成质量浓度为0.3％的水悬浊液，置于高速研磨机中，磨盘间隙为-5，转速为1500r/min下研磨10-20min；
(9)转移至高压均质机中，一级均质阀的压强为700bar，二级均质阀的压强为100bar，均质时间为20-30min得到分散均匀的悬浊液B；
(10)将20-30份魔芋葡甘聚糖、20-30份白果淀粉和120-150份去离子水混合，加热至75-80℃，搅拌10-20min；
(11)加入10-15环氧大豆油和5-10份乙酰柠檬酸三丁酯，继续搅拌20-30min；
(12)加入产物A和悬浊液B，搅拌20min，加入5-8份偶氮二甲酰胺、1-3份载银壳聚糖微球、4-6份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和2-5份表面活性剂，继续搅拌10-20min；
(13)注入模具中，热压成型，温度为195-210℃，压力为3-4MPa，保压20-40s，在模具中保温干燥30s后即得。
进一步优选的，所述表面活性剂为卵磷脂、土耳其红油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠。
进一步优选的，所述载银壳聚糖微球的制备方法为：
第一步：用1％的乙酸溶液配制1.5％的壳聚糖乙酸溶液，边搅拌边加入1.0mol/LAgNO3溶液，继续搅拌15-20min；
第二步：加入过量的硼氢化钠溶液，即得混合液A；
第三步：取30-50份液体石蜡，加入0.6-1份丙二醇脂肪酸酯，搅拌混合均匀；
第四步：采用恒压漏斗缓慢滴加混合液A，在50℃恒温水浴中继续搅拌30min；
第五步：用冰水浴骤冷所得混合液体10min加入体积分数为1.5-2％的戊二醛，交联固化2h；第六步：离心洗涤，真空冷冻干燥即得。
有益效果：
1.纤维粒径大小直接影响与其他成分接触的表面积，粒径越小，接触表面积越大，同时在体系中分散得更为均匀，而且粒径越小的纤维还能使体系的黏度增加，表面张力变大，更有利于控制气体扩散速度。
2.本发明包装材料具有很好的力学性能和缓冲性能，抗压强度最高可达0.99MPa，回弹率最高可达96.48％，同时抗菌性佳，对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果都很好。
具体实施方式
实施例1
一种生物质缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20份玉米秸秆粉碎，过60目筛；
(2)加入30份2mol/L氢氧化钠溶液，搅拌20min；
(3)过滤清洗得产物A；
(4)取10份木薯渣过筛除去杂质，浸入稀氢氧化钠溶液中并机械搅拌1h，过滤后用蒸溜水洗涤至中性，移至烘箱中在60℃下烘干，粉碎过40目筛；
(5)加入10份巨龙竹粉和200份苯-乙醇溶液混合，在90℃下抽提5h，弃去抽提物，其中，苯和乙醇的体积比为2:1；
(6)加入200份乙醇水溶液，并用冰醋酸调节pH至4，搅拌5h；
(7)加热至80℃，滴加NaOH溶液维持反应体系pH为10.5，搅拌2h；
(8)用去离子水清洗后加入去离子水配制成质量浓度为0.3％的水悬浊液，置于高速研磨机中，磨盘间隙为-5，转速为1500r/min下研磨10min；
(9)转移至高压均质机中，一级均质阀的压强为700bar，二级均质阀的压强为100bar，均质时间为20min得到分散均匀的悬浊液B；
(10)将20份魔芋葡甘聚糖、20份白果淀粉和120份去离子水混合，加热至75℃，搅拌10min；
(11)加入10环氧大豆油和5份乙酰柠檬酸三丁酯，继续搅拌20min；
(12)加入产物A和悬浊液B，搅拌20min，加入5份偶氮二甲酰胺、1份载银壳聚糖微球、4份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和2份卵磷脂，继续搅拌10min；
(13)注入模具中，热压成型，温度为195℃，压力为3MPa，保压20s，在模具中保温干燥30s后即得。
实施例2
一种生物质缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取25份玉米秸秆粉碎，过80目筛；
(2)加入40份2mol/L氢氧化钠溶液，搅拌25min；
(3)过滤清洗得产物A；
(4)取15份木薯渣过筛除去杂质，浸入稀氢氧化钠溶液中并机械搅拌1h，过滤后用蒸溜水洗涤至中性，移至烘箱中在60℃下烘干，粉碎过40目筛；
(5)加入15份巨龙竹粉和200份苯-乙醇溶液混合，在90℃下抽提5.5h，弃去抽提物，其中，苯和乙醇的体积比为2:1；
(6)加入200份乙醇水溶液，并用冰醋酸调节pH至4.5，搅拌5.5h；
(7)加热至85℃，滴加NaOH溶液维持反应体系pH为10.5，搅拌2h；
(8)用去离子水清洗后加入去离子水配制成质量浓度为0.3％的水悬浊液，置于高速研磨机中，磨盘间隙为-5，转速为1500r/min下研磨15min；
(9)转移至高压均质机中，一级均质阀的压强为700bar，二级均质阀的压强为100bar，均质时间为25min得到分散均匀的悬浊液B；
(10)将25份魔芋葡甘聚糖、25份白果淀粉和135份去离子水混合，加热至75℃，搅拌10-20min；
(11)加入13环氧大豆油和8份乙酰柠檬酸三丁酯，继续搅拌25min；
(12)加入产物A和悬浊液B，搅拌20min，加入7份偶氮二甲酰胺、2份载银壳聚糖微球、5份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和4份土耳其红油，继续搅拌15min；
(13)注入模具中，热压成型，温度为200℃，压力为3.5MPa，保压30s，在模具中保温干燥30s后即得。
实施例3
一种生物质缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取30份玉米秸秆粉碎，过80目筛；
(2)加入50份2mol/L氢氧化钠溶液，搅拌30min；
(3)过滤清洗得产物A；
(4)取20份木薯渣过筛除去杂质，浸入稀氢氧化钠溶液中并机械搅拌1h，过滤后用蒸溜水洗涤至中性，移至烘箱中在60℃下烘干，粉碎过40目筛；
(5)加入20份巨龙竹粉和200份苯-乙醇溶液混合，在90℃下抽提6h，弃去抽提物，其中，苯和乙醇的体积比为2:1；
(6)加入200份乙醇水溶液，并用冰醋酸调节pH至5，搅拌6h；
(7)加热至90℃，滴加NaOH溶液维持反应体系pH为10.5，搅拌2h；
(8)用去离子水清洗后加入去离子水配制成质量浓度为0.3％的水悬浊液，置于高速研磨机中，磨盘间隙为-5，转速为1500r/min下研磨20min；
(9)转移至高压均质机中，一级均质阀的压强为700bar，二级均质阀的压强为100bar，均质时间为30min得到分散均匀的悬浊液B；
(10)将30份魔芋葡甘聚糖、30份白果淀粉和150份去离子水混合，加热至80℃，搅拌20min；
(11)加入15环氧大豆油和10份乙酰柠檬酸三丁酯，继续搅拌30min；
(12)加入产物A和悬浊液B，搅拌20min，加入8份偶氮二甲酰胺、3份载银壳聚糖微球、6份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和5份硬脂酸，继续搅拌20min；
(13)注入模具中，热压成型，温度为210℃，压力为4MPa，保压40s，在模具中保温干燥30s后即得。
对比例1
本实施例与实施例1的差别在于不含有悬浊液B，以相同质量水代替，具体为：
一种生物质缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20份玉米秸秆粉碎，过60目筛；
(2)加入30份2mol/L氢氧化钠溶液，搅拌20min；
(3)过滤清洗得产物A；
(4)将20份魔芋葡甘聚糖、20份白果淀粉和120份去离子水混合，加热至75℃，搅拌10min；
(5)加入10环氧大豆油和5份乙酰柠檬酸三丁酯，继续搅拌20min；
(6)加入产物A，搅拌20min，加入5份偶氮二甲酰胺、1份载银壳聚糖微球、4份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和2份卵磷脂，继续搅拌10min；
(7)注入模具中，热压成型，温度为195℃，压力为3MPa，保压20s，在模具中保温干燥30s后即得。
对比例2
本实施例与实施例1的差别在于不含有产物A，具体为：
一种生物质缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取10份木薯渣过筛除去杂质，浸入稀氢氧化钠溶液中并机械搅拌1h，过滤后用蒸溜水洗涤至中性，移至烘箱中在60℃下烘干，粉碎过40目筛；
(2)加入10份巨龙竹粉和200份苯-乙醇溶液混合，在90℃下抽提5h，弃去抽提物，其中，苯和乙醇的体积比为2:1；
(3)加入200份乙醇水溶液，并用冰醋酸调节pH至4，搅拌5h；
(4)加热至80℃，滴加NaOH溶液维持反应体系pH为10.5，搅拌2h；
(5)用去离子水清洗后加入去离子水配制成质量浓度为0.3％的水悬浊液，置于高速研磨机中，磨盘间隙为-5，转速为1500r/min下研磨10min；
(6)转移至高压均质机中，一级均质阀的压强为700bar，二级均质阀的压强为100bar，均质时间为20min得到分散均匀的悬浊液B；
(7)将20份魔芋葡甘聚糖、20份白果淀粉和120份去离子水混合，加热至75℃，搅拌10min；
(8)加入10环氧大豆油和5份乙酰柠檬酸三丁酯，继续搅拌20min；
(9)加入悬浊液B，搅拌20min，加入5份偶氮二甲酰胺、1份载银壳聚糖微球、4份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和2份卵磷脂，继续搅拌10min；
(10)注入模具中，热压成型，温度为195℃，压力为3MPa，保压20s，在模具中保温干燥30s后即得。
对比例3
本实施例与实施例1的差别在于不含有魔芋葡甘聚糖，具体为：
一种生物质缓冲包装材料的制备方法，成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20份玉米秸秆粉碎，过60目筛；
(2)加入30份2mol/L氢氧化钠溶液，搅拌20min；
(3)过滤清洗得产物A；
(4)取10份木薯渣过筛除去杂质，浸入稀氢氧化钠溶液中并机械搅拌1h，过滤后用蒸溜水洗涤至中性，移至烘箱中在60℃下烘干，粉碎过40目筛；
(5)加入10份巨龙竹粉和200份苯-乙醇溶液混合，在90℃下抽提5h，弃去抽提物，其中，苯和乙醇的体积比为2:1；
(6)加入200份乙醇水溶液，并用冰醋酸调节pH至4，搅拌5h；
(7)加热至80℃，滴加NaOH溶液维持反应体系pH为10.5，搅拌2h；
(8)用去离子水清洗后加入去离子水配制成质量浓度为0.3％的水悬浊液，置于高速研磨机中，磨盘间隙为-5，转速为1500r/min下研磨10min；
(9)转移至高压均质机中，一级均质阀的压强为700bar，二级均质阀的压强为100bar，均质时间为20min得到分散均匀的悬浊液B；
(10)将20份白果淀粉和120份去离子水混合，加热至75℃，搅拌10min；
(11)加入10环氧大豆油和5份乙酰柠檬酸三丁酯，继续搅拌20min；
(12)加入产物A和悬浊液B，搅拌20min，加入5份偶氮二甲酰胺、1份载银壳聚糖微球、4份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和2份卵磷脂，继续搅拌10min；
(13)注入模具中，热压成型，温度为195℃，压力为3MPa，保压20s，在模具中保温干燥30s后即得。
表1 生物质缓冲包装材料的力学性能
本发明方法所制备的生物质缓冲包装材料的力学性能指标见上表，我们可以看到其具有很好的力学性能和缓冲性能，抗压强度最高可达0.99MPa，回弹率最高可达96.48％，同时抗菌性佳，对于大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果都很好。

Claims (3)

1.一种生物质缓冲包装材料的制备方法，其特征在于：成分按重量份计，包括以下步骤：
(1)取20-30份玉米秸秆粉碎，过60-80目筛；
(2)加入30-50份2mol/L氢氧化钠溶液，搅拌20-30min；
(3)过滤清洗得产物A；
(4)取10-20份木薯渣过筛除去杂质，浸入稀氢氧化钠溶液中并机械搅拌1h，过滤后用蒸溜水洗涤至中性，移至烘箱中在60℃下烘干，粉碎过40目筛；
(5)加入10-20份巨龙竹粉和200份苯-乙醇溶液混合，在90℃下抽提5-6h，弃去抽提物，其中，苯和乙醇的体积比为2:1；
(6)加入200份乙醇水溶液，并用冰醋酸调节pH至4-5，搅拌5-6h；
(7)加热至80-90℃，滴加NaOH溶液维持反应体系pH为10.5，搅拌2h；
(8)用去离子水清洗后加入去离子水配制成质量浓度为0.3％的水悬浊液，置于高速研磨机中，磨盘间隙为-5，转速为1500r/min下研磨10-20min；
(9)转移至高压均质机中，一级均质阀的压强为700bar，二级均质阀的压强为100bar，均质时间为20-30min得到分散均匀的悬浊液B；
(10)将20-30份魔芋葡甘聚糖、20-30份白果淀粉和120-150份去离子水混合，加热至75-80℃，搅拌10-20min；
(11)加入10-15环氧大豆油和5-10份乙酰柠檬酸三丁酯，继续搅拌20-30min；
(12)加入产物A和悬浊液B，搅拌20min，加入5-8份偶氮二甲酰胺、1-3份载银壳聚糖微球、4-6份醋酸乙烯-乙烯共聚乳液和2-5份表面活性剂，继续搅拌10-20min；
(13)注入模具中，热压成型，温度为195-210℃，压力为3-4MPa，保压20-40s，在模具中保温干燥30s后即得。
2.根据权利要求1所述的一种生物质缓冲包装材料的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为卵磷脂、土耳其红油、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠。
3.根据权利要求1所述的一种生物质缓冲包装材料的制备方法，其特征在于：所述载银壳聚糖微球的制备方法为：
第一步：用1％的乙酸溶液配制1.5％的壳聚糖乙酸溶液，边搅拌边加入1.0mol/LAgNO3溶液，继续搅拌15-20min；
第二步：加入过量的硼氢化钠溶液，即得混合液A；
第三步：取30-50份液体石蜡，加入0.6-1份丙二醇脂肪酸酯，搅拌混合均匀；
第四步：采用恒压漏斗缓慢滴加混合液A，在50℃恒温水浴中继续搅拌30min；
第五步：用冰水浴骤冷所得混合液体10min加入体积分数为1.5-2％的戊二醛，交联固化2h；
第六步：离心洗涤，真空冷冻干燥即得。
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