CN111777785A - 一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层及其制备方法。在聚乳酸薄膜两个表面覆有至少一层由魔芋葡甘聚糖层和植酸层形成的组合涂层，魔芋葡甘聚糖层和植酸层分别为内层和外层；清洗聚乳酸薄膜，烘干、剪切后备用；将聚乳酸薄膜在氢氧化钠和无水乙醇混合溶液中浸泡，漂洗，烘干，得到碱化处理的聚乳酸薄膜；制备魔芋葡甘聚糖溶液；制备植酸溶液；将碱化处理的聚乳酸薄膜在魔芋葡甘聚糖溶液中浸泡，漂洗，烘干，在植酸溶液中浸泡，漂洗，烘干，重复若干次，得到聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层。本发明的制备方法简便快捷，所得的涂层具有阻氧功能，在食品包装薄膜领域具有广阔的应用前景。

Description

一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂层及其制备方法，尤其是涉及一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层及其制备方法。
背景技术
与传统的高阻隔包装薄膜相比，聚乳酸薄膜的氧气阻隔性能较低，限制了其在食品或药品等对氧气阻隔性能要求较高产品中的应用。解决此类问题的有效方法之一，是基于层层组装法构建的氧气阻隔涂层。然而，聚乳酸薄膜表面对涂层原料的亲和力较弱，不利于涂层沉积，往往需要较多的组装层数才能达到较好的氧气阻隔效果。而且，多数涂层材料没有从与食品接触时的安全方面考虑。若能采用有效的聚乳酸薄膜表面处理方法和易于沉积的涂层构建材料，减少层层组装层数，同时兼顾涂层原料的安全性，对于延长食品或药品的货架周期和工业化应用是有价值的。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层及其制备方法。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一、一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层：在聚乳酸薄膜的两个表面覆有至少一层由魔芋葡甘聚糖层和植酸层形成的组合涂层，组合涂层中魔芋葡甘聚糖层和植酸层分别作为内层和外层。
所述的组合涂层仅由魔芋葡甘聚糖层和植酸层构成，魔芋葡甘聚糖层和植酸层分别采用魔芋葡甘聚糖溶液和植酸溶液附着构成。
二、一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层的制备方法：
(1)用去离子水和无水乙醇清洗聚乳酸薄膜，经烘干、剪切后备用；
(2)将步骤(1)中得到的备用聚乳酸薄膜在氢氧化钠和无水乙醇混合溶液中充分浸泡，漂洗，烘干，得到碱化处理的聚乳酸薄膜；
(3)将魔芋葡甘聚糖加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到魔芋葡甘聚糖溶液；
(4)将植酸加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到植酸溶液；
(5)将步骤(2)中得到的碱化处理的聚乳酸薄膜在足量的魔芋葡甘聚糖溶液中充分浸泡，去离子水中漂洗，烘干；然后在足量的植酸溶液中充分浸泡，去离子水中漂洗，烘干；
(6)重复步骤(5)若干次，得到所述的聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层。
所述步骤(2)中的氢氧化钠和无水乙醇混合溶液是1wt％的氢氧化钠溶液与无水乙醇按照相同体积混合的溶液。
所述步骤(2)中充分浸泡的时间为1-2h。
所述步骤(3)中的魔芋葡甘聚糖溶液浓度为0.5wt％。
所述步骤(4)中的植酸溶液浓度为0.5wt％。
所述步骤(5)中充分浸泡的时间为至少1min。
所述步骤(6)中，重复步骤(5)的次数至少为1次，且每次过后需烘干再进行下一次。
本发明的有益效果：
本发明的制备方法简便快捷，聚乳酸薄膜表面经过氢氧化钠和无水乙醇混合溶液浸泡处理；涂层原材料与聚乳酸薄膜表面的亲和力较好，且为食品级材料，与食品接触时的安全性好。
本发明所得的涂层在层数较少的情况下具有优良的阻氧功能，在食品包装薄膜领域具有广阔的应用前景。本发明的方法同样适合于聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜或纸张，所得的涂层在层数较少的情况下还具有抗氧化功能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明实施例中，聚乳酸薄膜、魔芋葡甘聚糖(≥95％)和植酸(浓度为50wt％的水溶液)为市购材料。
阻氧性能测试方法：采用MOCON OX-tran 2/21气体渗透仪，温度23℃，湿度50％RH。
实施例1：
(1)用去离子水和无水乙醇清洗聚乳酸薄膜基体，烘干，剪切成10×10cm2备用；
(2)将步骤(1)中得到的备用聚乳酸薄膜基体浸入1wt％的氢氧化钠溶液与无水乙醇混合溶液中1h，漂洗，烘干，得到碱化处理的薄膜基体；
(3)将0.5g魔芋葡甘聚糖加入99.5g去离子水中，搅拌至完全溶解，得到浓度为0.5wt％的魔芋葡甘聚糖溶液；
(4)将1.0g浓度为50wt％的植酸加入99.0g去离子水中，搅拌至完全溶解，得到浓度为0.5wt％的植酸溶液；
(5)将步骤(2)中得到的碱化处理的薄膜基体在足量的魔芋葡甘聚糖溶液中充分浸泡2min，去离子水中漂洗，烘干；然后在足量的植酸溶液中充分浸泡2min，去离子水中漂洗，烘干；
(6)重复步骤(5)1次，得到所述的魔芋葡甘聚糖和植酸的阻氧涂层。
阻氧性能见表1。
实施例2：
(1)用去离子水和无水乙醇清洗聚乳酸薄膜基体，烘干，剪切成10×10cm2备用；
(2)将步骤(1)中得到的备用聚乳酸薄膜基体浸入1wt％的氢氧化钠溶液与无水乙醇混合溶液中2h，漂洗，烘干，得到碱化处理的薄膜基体；
(3)将1.0g魔芋葡甘聚糖加入199.0g去离子水中，搅拌至完全溶解，得到浓度为0.5wt％的魔芋葡甘聚糖溶液；
(4)将2.0g浓度为50wt％的植酸加入198.0g去离子水中，搅拌至完全溶解，得到浓度为0.5wt％的植酸溶液；
(5)将步骤(2)中得到的碱化处理的薄膜基体在足量的魔芋葡甘聚糖溶液中充分浸泡2min，去离子水中漂洗，烘干；然后在足量的植酸溶液中充分浸泡2min，去离子水中漂洗，烘干；
(6)重复步骤(5)2次，得到所述的魔芋葡甘聚糖和植酸的阻氧涂层。
阻氧性能见表1。
实施例3：
(1)用去离子水和无水乙醇清洗聚乳酸薄膜基体，烘干，剪切成10×10cm2备用；
(2)将步骤(1)中得到的备用聚乳酸薄膜基体浸入1wt％的氢氧化钠溶液与无水乙醇混合溶液中2h，漂洗，烘干，得到碱化处理的薄膜基体；
(3)将2.0g魔芋葡甘聚糖加入398.0g去离子水中，搅拌至完全溶解，得到浓度为0.5wt％的魔芋葡甘聚糖溶液；
(4)将4.0g浓度为50wt％的植酸加入396.0g去离子水中，搅拌至完全溶解，得到浓度为0.5wt％的植酸溶液；
(5)将步骤(2)中得到的碱化处理的薄膜基体在足量的魔芋葡甘聚糖溶液中充分浸泡2min，去离子水中漂洗，烘干；然后在足量的植酸溶液中充分浸泡2min，去离子水中漂洗，烘干；
(6)重复步骤(5)3次，得到所述的魔芋葡甘聚糖和植酸的阻氧涂层。
阻氧性能见表1。
表1.阻氧性能数据
Figure BDA0002560397870000041
由表1数据可见，聚乳酸薄膜空白样的氧气阻隔性能较低；实施例1含有魔芋葡甘聚糖和植酸，有明显的阻氧性能；实施例2比实施例1层数多，阻氧性能进一步提高；实施例3比实施例2层数多，阻氧性能进一步提高。
由实验结果表明，本发明的制备方法简便快捷，只需仅有1层魔芋葡甘聚糖和1层植酸组成的组合涂层即可达到优异的氧气阻隔性能。
上述实施例仅用来解释本发明，而不是限制本发明的保护范围。在本发明的精神实质和权利要求保护范围内做出的任何等效变化或修饰，都视为在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层，其特征在于：在聚乳酸薄膜的两个表面覆有至少一层由魔芋葡甘聚糖层和植酸层形成的组合涂层，组合涂层中魔芋葡甘聚糖层和植酸层分别作为内层和外层。
2.根据权利要求1所述的一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层，其特征在于：所述的组合涂层仅由魔芋葡甘聚糖层和植酸层构成，魔芋葡甘聚糖层和植酸层分别采用魔芋葡甘聚糖溶液和植酸溶液附着构成。
3.一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)用去离子水和无水乙醇清洗聚乳酸薄膜，经烘干、剪切后备用；
(2)将步骤(1)中得到的备用聚乳酸薄膜在氢氧化钠和无水乙醇混合溶液中充分浸泡，漂洗，烘干，得到碱化处理的聚乳酸薄膜；
(3)将魔芋葡甘聚糖加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到魔芋葡甘聚糖溶液；
(4)将植酸加入去离子水中，搅拌至完全溶解，得到植酸溶液；
(5)将步骤(2)中得到的碱化处理的聚乳酸薄膜在足量的魔芋葡甘聚糖溶液中充分浸泡，去离子水中漂洗，烘干；然后在足量的植酸溶液中充分浸泡，去离子水中漂洗，烘干；
(6)重复步骤(5)若干次，得到所述的聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层。
4.根据权利要求3所述的一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的氢氧化钠和无水乙醇混合溶液是1wt％的氢氧化钠溶液与无水乙醇按照相同体积混合的溶液。
5.根据权利要求3所述的一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中充分浸泡的时间为1-2h。
6.根据权利要求3所述的一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的魔芋葡甘聚糖溶液浓度为0.5wt％。
7.根据权利要求3所述的一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的植酸溶液浓度为0.5wt％。
8.根据权利要求3所述的一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中充分浸泡的时间为至少1min。
9.根据权利要求3所述的一种聚乳酸薄膜表面食品级阻氧涂层的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中，重复步骤(5)的次数至少为1次，且每次过后经烘干再进行下一次。
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