CN113881154A - 抑菌食品包装盒及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了抑菌食品包装盒及其生产方法，所述食品包装盒包括内盒、外盒；所述内盒的材质为改性聚苯乙烯。其中，所述改性聚苯乙烯以聚苯乙烯、增强剂、湿润剂、3‑马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、稳定剂、碱性钙基膨润土/功能化碱性钙基膨润土为原料，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯。本发明制备的抑菌食品包装盒具有强度高、韧性好、耐光老化、抑菌、保鲜的性能。
Description
技术领域
本发明涉及食品包装盒技术领域，具体涉及一种抑菌食品包装盒及其生产方法。
背景技术
随着经济的快速发展，食品包装盒是食品工业的中药组成部分。但是，现今市面上的食品包装盒的抗压性较差、抗冲击和抗弯曲性能也很弱，不能有效给予食品应有的保护。因此，食品包装制程成为了食品及其制造系统工程中不可忽视的一个巨大组成。但食品包装制程的通用性又使它有相对独立的自我体系。
专利CN112142894B提供了一种有机硅烷在制备聚乙烯中的应用和聚乙烯及其制备方法和应用，以二氧化碳或氮气为发泡剂的挤出发泡，制备高发泡聚乙烯材料，代替低密度聚乙烯以丁烷或戊烷等烷烃为发泡剂挤出发泡制备发泡聚乙烯材料，但其所得到的聚乙烯的性能未能满足日益苛刻的市场需求，也未解决产品在长期使用后可能出现的光老化、力学脆化等问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的不足，本发明提供了食品包装盒及其生产方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种食品包装盒，包括内盒、外盒。所述内盒的底部可以粘贴设置自发热贴片，所述自发热贴片位于内盒的底部与外盒之间的缝隙，用来延长食品的保温时间，防止冷却过快。
所述外盒的材质为抗菌PP。
所述内盒的材质为改性聚苯乙烯。
一种食品包装盒的生产方法，将抗菌PP按常规食品包装盒生产工艺制备得到外盒，将改性聚苯乙烯按常规食品包装盒生产工艺制备得到内盒，将内盒置于外盒内，即得食品包装盒。
所述内盒的上表面的尺寸为(10-22)cm*(10-22)cm，底部尺寸为(5-15)cm*(5-15)cm，高度为4-11cm。
优选地，所述内盒尺寸小于外盒。
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
F1将72-78重量份聚苯乙烯、5-7重量份腰果籽油、3-4重量份湿润剂、2-5重量份3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、4-5重量份稳定剂混合，然后在38-43℃以500-700rpm的转速搅拌12-17min，得到混合料；
F2将所述混合料投入双螺杆挤出机中，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯；所述双螺杆挤出机内的机头温度为210-215℃，螺杆转速为350-400rpm；所述切粒的尺寸规格为(0.5-2)mm×(0.5-2)mm×(0.5-2)mm。
3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯中的两个含氮五元杂环和醛基的特殊相对位向关系使其在用于聚苯乙烯的改性过程中时可以增强所述改性聚苯乙烯的韧性，从而提高其宏观的力学强度；并且，3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯可以与裙带菜提取物、C12-14仲链烷醇聚醚-8协同增强所述改性聚苯乙烯的抗光老化能力，推测这与它们的电子云能级分布有关，可以有效消除光照产生的自由基。
腰果籽油广泛应用于机动车辆、机床、船舶、木器家具、家居装饰、橡胶、PVC、金属和塑料制品、化工设备及各种防腐油漆、涂料等领域中；腰果籽油改性树脂材料具有抗冲强度高、摩擦系数稳定、恢复性好、成本低等优点。但如果直接将腰果籽油应用于聚苯乙烯中则会使得最终产品在长时间服役状态下出现软化、脆裂等不良现象发生，因此在本发明的技术方案中，以环己六醇磷酸酯、聚乙二醇等原料多腰果籽油进行改性处理后用于制备所述改性聚苯乙烯，再用于制备所述食品包装盒。
进一步的，所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
F1将72-78重量份聚苯乙烯、5-7重量份改性腰果籽油、3-4重量份湿润剂、2-5重量份3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、4-5重量份稳定剂混合，然后在38-43℃以500-700rpm的转速搅拌12-17min，得到混合料；
F2将所述混合料投入双螺杆挤出机中，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯；所述双螺杆挤出机内的机头温度为210-215℃，螺杆转速为350-400rpm；所述切粒的尺寸规格为(0.5-2)mm×(0.5-2)mm×(0.5-2)mm。
所述湿润剂为羊蜡酸乙酯、鲸蜡烯、肉豆蔻酸棕榈醇酯中的至少一种。优选的一个方案为，所述湿润剂为羊蜡酸乙酯、鲸蜡烯、肉豆蔻酸棕榈醇酯以质量比(6-9):(4-5):(0.5-2)组成的混合物。
本发明采用的湿润剂体系中的鲸蜡烯含有的一个碳碳双键可以有效增强所述改性腰果籽油在聚苯乙烯中的分布均匀程度，避免所述改性聚苯乙烯在长时间服役下可能出现的开裂等破坏性现象发生；并且鲸蜡烯中的π键可以增强所述3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯对于自由基的捕获能力。
所述稳定剂为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯和/或4,4'-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁苯基)-四(十三烷基)二亚磷酸酯。优选的一个方案为，所述稳定剂为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯、4,4'-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁苯基)-四(十三烷基)二亚磷酸酯以质量比(1-5):(2-7)组成的混合物。
所述改性腰果籽油的制备方法为：
P1将环己六醇磷酸酯、聚乙二醇、浓度为8-12wt.％的乳酸钠水溶液以质量比(11-14):(8-10):(19-23)混合并在75-82℃以600-700rpm的转速搅拌70-90min，得到乳液A；
P2将所述乳液A与增效剂以质量比6:(0.7-1.3)混合后在50-55℃以12000-14000rpm的转速均质处理4-6min，得到改性乳液；
P3将所述改性乳液、腰果籽油、电气石以质量比(0.8-1.2):(7-9):(0.1-0.3)混合后在63-67℃以400-500rpm的转速搅拌420-530min，过滤后得到所述改性腰果籽油。
所述增效剂为裙带菜提取物和/或C12-14仲链烷醇聚醚-8。更优选的一个方案为，所述增效剂为裙带菜提取物、C12-14仲链烷醇聚醚-8以质量比(1-3):(1-3)组成的混合物。更加优选的一个方案为，所述增效剂为裙带菜提取物、C12-14仲链烷醇聚醚-8以质量比2:1组成的混合物。
环己六醇磷酸酯中的磷元素对于裙带菜提取物中的褐藻酸、藻聚糖等多糖以及褐藻糖胶具有电荷吸引作用，可以增强所述经过改性处理的腰果籽油与聚苯乙烯基体之间的相容性，避免长时间服役后聚苯乙烯可能出现的脆断破坏发生；而经过乳酸钠处理的聚乙二醇具有更复杂的链状结构可以协同环己六醇磷酸酯增强改性腰果籽油对于聚苯乙烯的韧性提升效果。
本发明利用电气石释放的负离子来促进所述改性乳与腰果籽油之间的接枝、交联的反应充分程度，获得了品质更好的改性腰果籽油。
裙带菜中富含褐藻酸、藻聚糖等多糖以及褐藻糖胶，环保安全无毒害，将其应用于食品包装工业中可以提高材料的力学强度及韧性，还具有来源广泛、成本低、安全性高、可靠性强的优点；而二氧化碳超临界萃取技术对于上述有效物质的萃取能力显著优于包括乙醇萃取在内的传统萃取手段。因此，本发明将裙带菜经过二氧化碳超临界萃取后得到的提取物添加到对于腰果籽油的改性过程中，获得了服役可靠性更高并且能够显著提升所述聚苯乙烯的力学强度的改性腰果籽油。
C12-14仲链烷醇聚醚-8中的非极性基团对于聚苯乙烯基体的相容性使其在于由本发明特定方法制得的裙带菜提取物复配使用时，可以进一步增强所述改性聚苯乙烯的力学强度；并且还能提升所述聚苯乙烯对于光老化的抗性，获得了意料之外的技术效果，推测这与C12-14仲链烷醇聚醚-8中的聚醚结构以及裙带菜提取物中的L-褐藻糖-4-硫酸酯等物质的分子极性表面积的比例有关。
所述裙带菜提取物的制备方法为：
R1用温度为30-40℃、浓度为22-25wt.％的柠檬酸钠水溶液浸泡裙带菜20-40min，同时采用功率为330-350W、频率为35-37.5kHz的超声波辅助处理；所述裙带菜和柠檬酸钠水溶液的浴比为1kg:(4-4.6)L；
R2将经过R1处理的裙带菜在(-45)-(-40)℃冷冻5-7h，然后粉碎，过100-120目筛，得到裙带菜粉末；
R3对所述裙带菜粉末进行二氧化碳临界萃取处理，得到所述裙带菜提取物；所述二氧化碳临界萃取的工艺参数为，萃取压力为25-27MPa，萃取温度为49-51℃，解析压力为3.5-4MPa，解析温度为8-12℃，二氧化碳的流量为4-5L/h，萃取时长为3-4.5h。
进一步优选的，所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
F1将72-78重量份聚苯乙烯、5-7重量份改性腰果籽油、3-4重量份湿润剂、2-5重量份3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、3-6重量份功能化碱性钙基膨润土、4-5重量份稳定剂混合，然后在38-43℃以500-700rpm的转速搅拌12-17min，得到混合料；
F2将所述混合料投入双螺杆挤出机中，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯；所述双螺杆挤出机内的机头温度为210-215℃，螺杆转速为350-400rpm；所述切粒的尺寸规格为(0.5-2)mm×(0.5-2)mm×(0.5-2)mm。
所述功能化碱性钙基膨润土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将碱性钙基膨润土、脱氢乙酸钠加入丙二醇中超声处理15-20min，得到混合体系，所述碱性钙基膨润土、脱氢乙酸钠、丙二醇的质量比为(1-2)：(0.5-1)：(5-12)，其中超声功率为800-1000W、超声频率为20-25kHz，然后将混合体系加热至100-120℃、400-600r/min反应5-8h，离心取沉淀、干燥，得到改性碱性钙基膨润土；
(2)将改性碱性钙基膨润土、ε-聚赖氨酸加入水中加热至60-80℃、400-600r/min反应1-2h，离心取沉淀、干燥，得到ε-聚赖氨酸改性碱性钙基膨润土，所述改性碱性钙基膨润土、ε-聚赖氨酸、水的质量比为(1-3):(1-3):(10-15)；将ε-聚赖氨酸改性碱性钙基膨润土、没食子酸加入pH＝7.2的磷酸盐缓冲液中混合均匀，然后用1mol/L的盐酸溶液调节上述混合物料的pH＝5-6，避光条件下以400-600r/min搅拌1-3h，离心取沉淀、水洗至pH＝7、干燥，得到功能化碱性钙基膨润土，所述ε-聚赖氨酸改性碱性钙基膨润土、没食子酸、磷酸盐缓冲液的质量比为(1-3):(0.5-2):(20-30)；所述pH＝7.2的磷酸盐缓冲液的制备方法为将50mL 0.2mol/L磷酸二氢钾水溶液与35mL 0.2mol/L氢氧化钠水溶液混合，加水稀释至200mL摇匀，即得。
碱性钙基膨润土为具有特殊阴离子交换的层状矿物质，脱氢乙酸钠具有良好的防腐、抑菌效果，将脱氢乙酸钠插层到碱性钙基膨润土层间，通过阴离子交换达到缓释效果，提高生物利用率；进一步采用ε-聚赖氨酸、没食子酸与改性碱性钙基膨润土反应，改善其抗菌、防腐性能，改善食物的保鲜效果；富含阳离子的ε-聚赖氨酸与脱氢乙酸通过静电作用对生物膜具有良好的穿透的作用，进而达到抑菌效果；ε-聚赖氨酸与没食子酸通过共价键作用使得功能化碱性钙基膨润土的抑菌、保鲜效果得到进一步改善。
本发明的有益效果：本发明提供了一种抑菌食品包装盒及其生产方法，所述抑菌食品包装盒包括内盒、外盒；所述改性聚苯乙烯以聚苯乙烯、增强剂、湿润剂、3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、稳定剂、碱性钙基膨润土/功能化碱性钙基膨润土为原料，功能化碱性钙基膨润土的引入改善食品包装盒抗菌、防腐性能，进而改善食物的保鲜效果，脱氢乙酸钠具有良好的防腐、抑菌效果，将脱氢乙酸钠插层到碱性钙基膨润土层间，通过阴离子交换达到缓释效果，提高生物利用率；采用ε-聚赖氨酸、没食子酸与改性碱性钙基膨润土反应，改善其抗菌、防腐性能，改善食物的保鲜效果；富含阳离子的ε-聚赖氨酸与脱氢乙酸通过静电作用对生物膜具有良好的穿透的作用，进而达到抑菌效果；本发明制备的抑菌食品包装盒具有强度高、韧性好、耐光老化、抑菌、保鲜的性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的上述发明内容作进一步详细描述，但不该将此理解成本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。
本申请中部分原料的介绍：
聚苯乙烯，CAS：9003-53-6，采购自上海迈瑞尔化学技术有限公司，分子量：26万。
3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯，CAS：58626-38-3，采购自安徽泽升科技有限公司，编号：S0398，品牌：TCL。
羊蜡酸乙酯，CAS：110-38-3，采购自西亚化学科技(山东)有限公司，货号：A18929-500ml。
鲸蜡烯，CAS：629-73-2，采购自安徽泽升科技有限公司，编号：L02637，品牌：AlfaAesar。
肉豆蔻酸棕榈醇酯，CAS：2599-01-1，采购自天津西玛科技有限公司。
腰果籽油，CAS：8007-24-7，采购自南京华曦化工有限公司。
双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯，CAS：3806-34-6，采购自武汉华翔科洁生物技术有限公司，含量：99.7％。
4,4'-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁苯基)-四(十三烷基)二亚磷酸酯，CAS：13003-12-8，采购自湖北信康医药化工有限公司。
环己六醇磷酸酯，CAS：83-86-3，采购自安徽泽升科技有限公司，货号：A0114121000。
聚乙二醇，CAS：25322-68-3，采购自上海迈瑞尔化学技术有限公司，分子量：8000，货号：M12024-250G。
电气石，CAS：12197-81-8，采购自石家庄鑫升矿产品有限公司，粒径：40mm，符合JC/T 2012-2010《电气石电气石粉》的规定。
C12-14仲链烷醇聚醚-8，CAS：84133-50-6，采购自武汉拉那白医药化工有限公司，密度(20℃)：1.04g/mL，纯度：99％。
蓖麻油，CAS：8001-79-4，采购自安徽泽升科技有限公司，编号：L04224，品牌：AlfaAesar。
实施例中的碱性钙基膨润土参照专利200510101332.X中实施例1制备而成。
脱氢乙酸钠，CAS：4418-26-2，纯度：99％，采购自武汉裕清嘉衡药业有限公司。
ε-聚赖氨酸，CAS：28211-04-3，产品编号：E-0150697，纯度：98％，采购自天津希恩思生化科技有限公司。
没食子酸，CAS：149-91-7，纯度：99％，采购自张家界久瑞生物科技有限公司。
实施例1
一种食品包装盒，包括内盒、外盒；所述外盒的上表面的尺寸为17cm*17cm，底部尺寸为10cm*10cm；高度为7cm。所述内盒的上表面的尺寸为15cm*15cm，底部尺寸为9cm*9cm；高度为5cm。
所述外盒的材质为抗菌PP。
所述内盒的材质为改性聚苯乙烯。
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
F1将75重量份聚苯乙烯、6重量份改性腰果籽油、3重量份湿润剂、4重量份3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、5重量份稳定剂混合，然后在40℃以600rpm的转速搅拌15min，得到混合料；
F2将所述混合料投入双螺杆挤出机中，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯；所述双螺杆挤出机内的机头温度为215℃，螺杆转速为350rpm；所述切粒的尺寸规格为1mm×1mm×1mm。
所述湿润剂为羊蜡酸乙酯、鲸蜡烯、肉豆蔻酸棕榈醇酯以质量比7:5:2组成的混合物。
所述稳定剂为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯、4,4'-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁苯基)-四(十三烷基)二亚磷酸酯以质量比1:4组成的混合物。
所述改性腰果籽油的制备方法为：
P1将环己六醇磷酸酯、聚乙二醇、浓度为11wt.％的乳酸钠水溶液以质量比13:9:20混合并在80℃以700rpm的转速搅拌80min，得到乳液A；
P2将所述乳液A与增效剂以质量比6:1.3混合后在50℃以14000rpm的转速均质处理5min，得到改性乳液；
P3将所述改性乳液、腰果籽油、电气石以质量比1:8:0.3混合后在65℃以500rpm的转速搅拌480min，过滤后得到所述改性腰果籽油。
所述增效剂为裙带菜提取物、C12-14仲链烷醇聚醚-8以质量比2:1组成的混合物。
所述裙带菜提取物的制备方法为：
R1用温度为40℃、浓度为25wt.％的柠檬酸钠水溶液浸泡裙带菜20min，同时采用功率为330W、频率为35kHz的超声波辅助处理；所述裙带菜和柠檬酸钠水溶液的浴比为1kg:4.2L；
R2将经过R1处理的裙带菜在-45℃冷冻5h，然后粉碎，过120目筛，得到裙带菜粉末；
R3对所述裙带菜粉末进行二氧化碳临界萃取处理，得到所述裙带菜提取物；所述二氧化碳临界萃取的工艺参数为，萃取压力为26MPa，萃取温度为51℃，解析压力为4MPa，解析温度为12℃，二氧化碳的流量为4.3L/h，萃取时长为3h。
实施例2
与实施例1基本相同，区别仅在于：所述增效剂为裙带菜提取物。
实施例3
与实施例1基本相同，区别仅在于：所述增效剂为C12-14仲链烷醇聚醚-8。
实施例4
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述改性腰果籽油的制备方法为：
P1将环己六醇磷酸酯、聚乙二醇、浓度为11wt.％的乳酸钠水溶液以质量比13:9:20混合并在80℃以700rpm的转速搅拌80min，得到乳液A；
P2将所述乳液A在50℃以14000rpm的转速均质处理5min，得到改性乳液；
P3将所述改性乳液、腰果籽油、电气石以质量比1:8:0.3混合后在65℃以500rpm的转速搅拌480min，过滤后得到所述改性腰果籽油。
实施例5
与实施例2基本相同，区别仅在于：
所述裙带菜提取物的制备方法为：
R1用温度为40℃、浓度为25wt.％的柠檬酸钠水溶液浸泡裙带菜20min，同时采用功率为330W、频率为35kHz的超声波辅助处理；所述裙带菜和柠檬酸钠水溶液的浴比为1kg:4.2L；
R2将经过R1处理的裙带菜在-45℃冷冻5h，然后粉碎，过120目筛，得到裙带菜粉末；
R3对所述裙带菜粉末进行乙醇萃取处理，得到所述裙带菜提取物。
所述乙醇萃取步骤为：
H1将所述裙带菜粉末与无水乙醇以质量比1:4混合后在51℃以功率为300W、频率为36kHz的超声波处理3h，得到醇提液；
H2在温度为80℃、真空度为-0.1MPa的条件下将所述醇提液蒸发15h，得到所述裙带菜提取物。
实施例6
与实施例1基本相同，区别仅在于：`
所述改性腰果籽油的制备方法为：
P1将聚乙二醇、浓度为11wt.％的乳酸钠水溶液以质量比9:20混合并在80℃以700rpm的转速搅拌80min，得到乳液A；
P2将所述乳液A与增效剂以质量比6:1.3混合后在50℃以14000rpm的转速均质处理5min，得到改性乳液；
P3将所述改性乳液、腰果籽油、电气石以质量比1:8:0.3混合后在65℃以500rpm的转速搅拌480min，过滤后得到所述改性腰果籽油。
所述增效剂为裙带菜提取物、C12-14仲链烷醇聚醚-8以质量比2:1组成的混合物。
所述裙带菜提取物的制备方法为：
R1用温度为40℃、浓度为25wt.％的柠檬酸钠水溶液浸泡裙带菜20min，同时采用功率为330W、频率为35kHz的超声波辅助处理；所述裙带菜和柠檬酸钠水溶液的浴比为1kg:4.2L；
R2将经过R1处理的裙带菜在-45℃冷冻5h，然后粉碎，过120目筛，得到裙带菜粉末；
R3对所述裙带菜粉末进行二氧化碳临界萃取处理，得到所述裙带菜提取物；所述二氧化碳临界萃取的工艺参数为，萃取压力为26MPa，萃取温度为51℃，解析压力为4MPa，解析温度为12℃，二氧化碳的流量为4.3L/h，萃取时长为3h。
实施例7
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述改性腰果籽油的制备方法为：
P1将环己六醇磷酸酯、聚乙二醇、浓度为11wt.％的乳酸钠水溶液以质量比13:9:20混合并在80℃以700rpm的转速搅拌80min，得到乳液A；
P2将所述乳液A与增效剂以质量比6:1.3混合后在50℃以14000rpm的转速均质处理5min，得到改性乳液；
P3将所述改性乳液、腰果籽油以质量比1:8混合后在65℃以500rpm的转速搅拌480min，得到所述改性腰果籽油。
所述增效剂为裙带菜提取物、C12-14仲链烷醇聚醚-8以质量比2:1组成的混合物。
所述裙带菜提取物的制备方法为：
R1用温度为40℃、浓度为25wt.％的柠檬酸钠水溶液浸泡裙带菜20min，同时采用功率为330W、频率为35kHz的超声波辅助处理；所述裙带菜和柠檬酸钠水溶液的浴比为1kg:4.2L；
R2将经过R1处理的裙带菜在-45℃冷冻5h，然后粉碎，过120目筛，得到裙带菜粉末；
R3对所述裙带菜粉末进行二氧化碳临界萃取处理，得到所述裙带菜提取物；所述二氧化碳临界萃取的工艺参数为，萃取压力为26MPa，萃取温度为51℃，解析压力为4MPa，解析温度为12℃，二氧化碳的流量为4.3L/h，萃取时长为3h。
实施例8
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
F1将75重量份聚苯乙烯、6重量份腰果籽油、3重量份湿润剂、4重量份3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、5重量份稳定剂混合，然后在40℃以600rpm的转速搅拌15min，得到混合料；
F2将所述混合料投入双螺杆挤出机中，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯；所述双螺杆挤出机内的机头温度为215℃，螺杆转速为350rpm；所述切粒的尺寸规格为1mm×1mm×1mm。
实施例9
与实施例8基本相同，区别仅在于：
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
F1将75重量份聚苯乙烯、6重量份蓖麻油、3重量份湿润剂、4重量份3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、5重量份稳定剂混合，然后在40℃以600rpm的转速搅拌15min，得到混合料；
F2将所述混合料投入双螺杆挤出机中，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯；所述双螺杆挤出机内的机头温度为215℃，螺杆转速为350rpm；所述切粒的尺寸规格为1mm×1mm×1mm。
实施例10
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
F1将75重量份聚苯乙烯、6重量份改性腰果籽油、3重量份湿润剂、5重量份稳定剂混合，然后在40℃以600rpm的转速搅拌15min，得到混合料；
F2将所述混合料投入双螺杆挤出机中，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯；所述双螺杆挤出机内的机头温度为215℃，螺杆转速为350rpm；所述切粒的尺寸规格为1mm×1mm×1mm。
所述湿润剂为羊蜡酸乙酯、鲸蜡烯、肉豆蔻酸棕榈醇酯以质量比7:5:2组成的混合物。
所述稳定剂为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯、4,4'-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁苯基)-四(十三烷基)二亚磷酸酯以质量比1:4组成的混合物。
所述改性腰果籽油的制备方法为：
P1将环己六醇磷酸酯、聚乙二醇、浓度为11wt.％的乳酸钠水溶液以质量比13:9:20混合并在80℃以700rpm的转速搅拌80min，得到乳液A；
P2将所述乳液A与增效剂以质量比6:1.3混合后在50℃以14000rpm的转速均质处理5min，得到改性乳液；
P3将所述改性乳液、腰果籽油、电气石以质量比1:8:0.3混合后在65℃以500rpm的转速搅拌480min，过滤后得到所述改性腰果籽油。
所述增效剂为裙带菜提取物、C12-14仲链烷醇聚醚-8以质量比2:1组成的混合物。
所述裙带菜提取物的制备方法为：
R1用温度为40℃、浓度为25wt.％的柠檬酸钠水溶液浸泡裙带菜20min，同时采用功率为330W、频率为35kHz的超声波辅助处理；所述裙带菜和柠檬酸钠水溶液的浴比为1kg:4.2L；
R2将经过R1处理的裙带菜在-45℃冷冻5h，然后粉碎，过120目筛，得到裙带菜粉末；
R3对所述裙带菜粉末进行二氧化碳临界萃取处理，得到所述裙带菜提取物；所述二氧化碳临界萃取的工艺参数为，萃取压力为26MPa，萃取温度为51℃，解析压力为4MPa，解析温度为12℃，二氧化碳的流量为4.3L/h，萃取时长为3h。
实施例11
与实施例1基本相同，区别仅在于：
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
F1将75重量份聚苯乙烯、6重量份改性腰果籽油、3重量份湿润剂、4重量份3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、5重量份稳定剂混合，然后在40℃以600rpm的转速搅拌15min，得到混合料；
F2将所述混合料投入双螺杆挤出机中，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯；所述双螺杆挤出机内的机头温度为215℃，螺杆转速为350rpm；所述切粒的尺寸规格为1mm×1mm×1mm。
所述湿润剂为羊蜡酸乙酯、肉豆蔻酸棕榈醇酯以质量比7:2组成的混合物。
所述稳定剂为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯、4,4'-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁苯基)-四(十三烷基)二亚磷酸酯以质量比1:4组成的混合物。
所述改性腰果籽油的制备方法为：
P1将环己六醇磷酸酯、聚乙二醇、浓度为11wt.％的乳酸钠水溶液以质量比13:9:20混合并在80℃以700rpm的转速搅拌80min，得到乳液A；
P2将所述乳液A与增效剂以质量比6:1.3混合后在50℃以14000rpm的转速均质处理5min，得到改性乳液；
P3将所述改性乳液、腰果籽油、电气石以质量比1:8:0.3混合后在65℃以500rpm的转速搅拌480min，过滤后得到所述改性腰果籽油。
所述增效剂为裙带菜提取物、C12-14仲链烷醇聚醚-8以质量比2:1组成的混合物。
所述裙带菜提取物的制备方法为：
R1用温度为40℃、浓度为25wt.％的柠檬酸钠水溶液浸泡裙带菜20min，同时采用功率为330W、频率为35kHz的超声波辅助处理；所述裙带菜和柠檬酸钠水溶液的浴比为1kg:4.2L；
R2将经过R1处理的裙带菜在-45℃冷冻5h，然后粉碎，过120目筛，得到裙带菜粉末；
R3对所述裙带菜粉末进行二氧化碳临界萃取处理，得到所述裙带菜提取物；所述二氧化碳临界萃取的工艺参数为，萃取压力为26MPa，萃取温度为51℃，解析压力为4MPa，解析温度为12℃，二氧化碳的流量为4.3L/h，萃取时长为3h。
实施例12
一种食品包装盒，包括内盒、外盒；所述外盒的上表面的尺寸为17cm*17cm，底部尺寸为10cm*10cm；高度为7cm。所述内盒的上表面的尺寸为15cm*15cm，底部尺寸为9cm*9cm；高度为5cm。
所述外盒的材质为抗菌PP。
所述内盒的材质为市售聚苯乙烯。
测试例1
冲击强度测试：根据GB/T 21189-2007《塑料简支梁、悬臂梁和拉伸冲击试验用摆锤冲击试验机的检验》测试本发明各实施例所得改性聚苯乙烯的冲击强度。将各例所得改性聚苯乙烯和市售聚苯乙烯分别制成规格为60mm×10mm×3mm的长条状样品；采用简支梁冲击试验机进行冲击试验。根据样品断裂时冲击头的下落高度计算冲击能量，单位为kJ/m2。试验环境的温度为23℃，相对湿度为65％。各例均进行5次平行实验，试验结果取平均值。
测试结果如表1所示。
表1 改性聚苯乙烯的冲击强度
测试例2
拉伸强度测试：根据GB/T 1040.3-2006《塑料拉伸性能的测定第3部分：薄膜和薄片的试验条件》测试本发明各实施例所得改性聚苯乙烯的拉伸强度。试验温度为23℃、湿度为65％。采用2型试样，试样宽度为10mm，厚度为0.8mm，标距为50mm，试验空载速度为500mm/min。各例均进行5次平行实验，试验结果取平均值。
测试结果如表2所示。
表2 改性聚苯乙烯的拉伸强度
测试例3
抗光老化测试：根据GB/T 16422.3-2014《塑料实验室光源暴露试验方法第3部分：荧光紫外灯》中的方法A测试本发明各实施例所得改性聚苯乙烯的拉伸强度。采用1A型(UVA-340)荧光紫外灯；试验条件为，温度为25℃，相对湿度为70％。根据HG/T 3862-2006《塑料黄色指数试验方法》测出上述经过荧光紫外灯处理的样品的变黄指数△YI。各例均进行6次平行实验，试验结果取平均值。
测试结果如表3。
表3 改性聚苯乙烯的变黄指数
腰果籽油广泛应用于机动车辆、机床、船舶、木器家具、家居装饰、橡胶、PVC、金属和塑料制品、化工设备及各种防腐油漆、涂料等领域中；腰果籽油改性树脂材料具有抗冲强度高、摩擦系数稳定、恢复性好、成本低等优点。但如果直接将腰果籽油应用于聚苯乙烯中则会使得最终产品在长时间服役状态下出现软化、脆裂等不良现象发生，因此在本发明的技术方案中，以环己六醇磷酸酯、聚乙二醇等原料多腰果籽油进行改性处理后用于制备所述改性聚苯乙烯，再用于制备所述食品包装盒。裙带菜中富含褐藻酸、藻聚糖等多糖以及褐藻糖胶，环保安全无毒害，将其应用于食品包装工业中具有来源广泛、成本低、安全性高、可靠性强的优点；而二氧化碳超临界萃取技术对于上述有效物质的萃取能力显著优于包括乙醇萃取在内的传统萃取手段。因此，本发明将裙带菜经过二氧化碳超临界萃取后得到的提取物添加到对于腰果籽油的改性过程中，获得了服役可靠性更高并且能够显著提升所述聚苯乙烯的力学强度的改性腰果籽油。环己六醇磷酸酯中的磷元素对于裙带菜提取物中的褐藻酸、藻聚糖等多糖以及褐藻糖胶具有电荷吸引作用，可以增强所述经过改性处理的腰果籽油与聚苯乙烯基体之间的相容性，避免长时间服役后聚苯乙烯可能出现的脆断破坏发生；而经过乳酸钠处理的聚乙二醇具有更复杂的链状结构可以协同环己六醇磷酸酯增强改性腰果籽油对于聚苯乙烯的韧性提升效果。C12-14仲链烷醇聚醚-8中的非极性基团对于聚苯乙烯基体的相容性使其在于由本发明特定方法制得的裙带菜提取物复配使用时，可以进一步增强所述改性聚苯乙烯的力学强度；并且还能提升所述聚苯乙烯对于光老化的抗性，获得了意料之外的技术效果，推测这与C12-14仲链烷醇聚醚-8中的聚醚结构以及裙带菜提取物中的L-褐藻糖-4-硫酸酯等物质有关。本发明利用电气石释放的负离子来促进所述改性乳与腰果籽油之间的接枝、交联的反应充分程度，获得了品质更好的改性腰果籽油。3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯中的两个含氮五元杂环和醛基的特殊相对位向关系使其在用于聚苯乙烯的改性过程中时可以增强所述改性聚苯乙烯的韧性，从而提高其宏观的力学强度；并且，3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯可以与裙带菜提取物、C12-14仲链烷醇聚醚-8协同增强所述改性聚苯乙烯的抗光老化能力，推测这与它们的电子云能级分布有关，可以有效消除光照产生的自由基。本发明采用的湿润剂体系中的鲸蜡烯含有的一个碳碳双键可以有效增强所述改性腰果籽油在聚苯乙烯中的分布均匀程度，避免所述改性聚苯乙烯在长时间服役下可能出现的开裂等破坏性现象发生；并且鲸蜡烯中的π键可以增强所述3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯对于自由基的捕获能力。
实施例13
一种抑菌食品包装盒，包括内盒、外盒；所述外盒的上表面的尺寸为17cm*17cm，底部尺寸为10cm*10cm；高度为7cm。所述内盒的上表面的尺寸为15cm*15cm，底部尺寸为9cm*9cm；高度为5cm。
所述外盒的材质为抗菌PP。
所述内盒的材质为改性聚苯乙烯。
所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
F1将75重量份聚苯乙烯、6重量份改性腰果籽油、3重量份湿润剂、4重量份3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、5重量份功能化碱性钙基膨润土、5重量份稳定剂混合，然后在40℃以600rpm的转速搅拌15min，得到混合料；
F2将所述混合料投入双螺杆挤出机中，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯；所述双螺杆挤出机内的机头温度为215℃，螺杆转速为350rpm；所述切粒的尺寸规格为1mm×1mm×1mm。
所述湿润剂为羊蜡酸乙酯、鲸蜡烯、肉豆蔻酸棕榈醇酯以质量比7:5:2组成的混合物。
所述稳定剂为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯、4,4'-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁苯基)-四(十三烷基)二亚磷酸酯以质量比1:4组成的混合物。
所述改性腰果籽油的制备方法为：
P1将环己六醇磷酸酯、聚乙二醇、浓度为11wt.％的乳酸钠水溶液以质量比13:9:20混合并在80℃以700rpm的转速搅拌80min，得到乳液A；
P2将所述乳液A与增效剂以质量比6:1.3混合后在50℃以14000rpm的转速均质处理5min，得到改性乳液；
P3将所述改性乳液、腰果籽油、电气石以质量比1:8:0.3混合后在65℃以500rpm的转速搅拌480min，过滤后得到所述改性腰果籽油。
所述增效剂为裙带菜提取物、C12-14仲链烷醇聚醚-8以质量比2:1组成的混合物。
所述裙带菜提取物的制备方法为：
R1用温度为40℃、浓度为25wt.％的柠檬酸钠水溶液浸泡裙带菜20min，同时采用功率为330W、频率为35kHz的超声波辅助处理；所述裙带菜和柠檬酸钠水溶液的浴比为1kg:4.2L；
R2将经过R1处理的裙带菜在-45℃冷冻5h，然后粉碎，过120目筛，得到裙带菜粉末；
R3对所述裙带菜粉末进行二氧化碳临界萃取处理，得到所述裙带菜提取物；所述二氧化碳临界萃取的工艺参数为，萃取压力为26MPa，萃取温度为51℃，解析压力为4MPa，解析温度为12℃，二氧化碳的流量为4.3L/h，萃取时长为3h。
所述功能化碱性钙基膨润土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将碱性钙基膨润土、脱氢乙酸钠加入丙二醇中超声处理20min，得到混合体系，所述碱性钙基膨润土、脱氢乙酸钠、丙二醇的质量比为2:1:10，其中超声功率为800W、超声频率为20kHz，然后将混合体系加热至120℃、500r/min反应8h，离心取沉淀、干燥，得到改性碱性钙基膨润土；
(2)将改性碱性钙基膨润土、ε-聚赖氨酸加入水中加热至80℃、500r/min反应2h，离心取沉淀、干燥，得到ε-聚赖氨酸改性碱性钙基膨润土，所述改性碱性钙基膨润土、ε-聚赖氨酸、水的质量比为1:1:10；将ε-聚赖氨酸改性碱性钙基膨润土、没食子酸加入pH＝7.2的磷酸盐缓冲液中混合均匀，然后用1mol/L的盐酸溶液调节上述混合物料的pH＝5，避光条件下以500r/min搅拌3h，离心取沉淀、水洗至pH＝7、干燥，得到功能化碱性钙基膨润土，所述ε-聚赖氨酸改性碱性钙基膨润土、没食子酸、磷酸盐缓冲液的质量比为3:1.5:20；所述pH＝7.2的磷酸盐缓冲液的制备方法为将50mL 0.2mol/L磷酸二氢钾水溶液与35mL 0.2mol/L氢氧化钠水溶液混合，加水稀释至200mL摇匀，即得。
实施例14
与实施例13基本相同，区别仅仅在于：所述功能化碱性钙基膨润土的制备方法，包括以下步骤：将碱性钙基膨润土、脱氢乙酸钠加入丙二醇中超声处理20min，得到混合体系，所述碱性钙基膨润土、脱氢乙酸钠、丙二醇的质量比为2:1:10，其中超声功率为800W、超声频率为20kHz，然后将混合体系加热至120℃、500r/min反应8h，离心取沉淀、干燥，得到功能化碱性钙基膨润土。
实施例15
与实施例13基本相同，区别仅仅在于：所述功能化碱性钙基膨润土的制备方法，包括以下步骤：(1)将碱性钙基膨润土、脱氢乙酸钠加入丙二醇中超声处理20min，得到混合体系，所述碱性钙基膨润土、脱氢乙酸钠、丙二醇的质量比为2:1:10，其中超声功率为800W、超声频率为20kHz，然后将混合体系加热至120℃、500r/min反应8h，离心取沉淀、干燥，得到改性碱性钙基膨润土；
(2)将改性碱性钙基膨润土、ε-聚赖氨酸加入水中加热至80℃、500r/min反应2h，离心取沉淀、干燥，得到功能化碱性钙基膨润土，所述改性碱性钙基膨润土、ε-聚赖氨酸、水的质量比为1:1:10。
实施例16
与实施例13基本相同，区别仅仅在于：采用碱性钙基膨润土代替功能化碱性钙基膨润土。
测试例4
抑菌性能测试：参照GB T 31402-2015《塑料塑料表面抗菌性能试验方法》对实施例13-15制备得到的改性聚苯乙烯进行抑菌性能测试。将实施例13-15制备得到的改性聚苯乙烯分别制成50mm×50mm×8mm的样品，测试菌种为金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)ATCC6538P、大肠杆菌(Escherichia coli)ATCC 8739。
表4 改性聚苯乙烯的抑菌性能
Claims (7)
1.一种抑菌食品包装盒，其特征在于，包括内盒、外盒；所述内盒的材质为改性聚苯乙烯；所述改性聚苯乙烯的制备方法为：
F1将72-78重量份聚苯乙烯、5-7重量份改性腰果籽油、3-4重量份湿润剂、2-5重量份3-马来酰亚胺基苯甲酸琥珀酰亚胺酯、3-6重量份碱性钙基膨润土/功能化碱性钙基膨润土、4-5重量份稳定剂混合，然后在38-43℃以500-700rpm的转速搅拌12-17min，得到混合料；
F2将所述混合料投入双螺杆挤出机中，通过挤出机熔融挤出，经过冷却切粒后，得到所述改性聚苯乙烯；所述双螺杆挤出机内的机头温度为210-215℃，螺杆转速为350-400rpm。
2.如权利要求1所述的抑菌食品包装盒，其特征在于，所述功能化碱性钙基膨润土的制备方法，包括以下步骤：
(1)将碱性钙基膨润土、脱氢乙酸钠加入丙二醇中超声处理15-20min，得到混合体系，所述碱性钙基膨润土、脱氢乙酸钠、丙二醇的质量比为(1-2):(0.5-1):(5-12)，其中超声功率为800-1000W、超声频率为20-25kHz，然后将混合体系加热至100-120℃、400-600r/min反应5-8h，离心取沉淀、干燥，得到改性碱性钙基膨润土；
(2)将改性碱性钙基膨润土、ε-聚赖氨酸加入水中加热至60-80℃、400-600r/min反应1-2h，离心取沉淀、干燥，得到ε-聚赖氨酸改性碱性钙基膨润土，所述改性碱性钙基膨润土、ε-聚赖氨酸、水的质量比为(1-3):(1-3):(10-15)；将ε-聚赖氨酸改性碱性钙基膨润土、没食子酸加入pH＝7.2的磷酸盐缓冲液中混合均匀，然后用1mol/L的盐酸溶液调节上述混合物料的pH＝5-6，避光条件下以400-600r/min搅拌1-3h，离心取沉淀、水洗至pH＝7、干燥，得到功能化碱性钙基膨润土，所述ε-聚赖氨酸改性碱性钙基膨润土、没食子酸、磷酸盐缓冲液的质量比为(1-3):(0.5-2):(20-30)。
3.如权利要求1所述的抑菌食品包装盒，其特征在于，所述改性腰果籽油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
P1将环己六醇磷酸酯、聚乙二醇、乳酸钠水溶液混合并搅拌，得到乳液A；
P2将所述乳液A与增效剂混合后均质处理，得到改性乳液；
P3将所述改性乳液、腰果籽油、电气石混合后搅拌，过滤后得到所述改性腰果籽油。
4.如权利要求3所述的抑菌食品包装盒，其特征在于：所述增效剂为裙带菜提取物和/或C12-14仲链烷醇聚醚-8。
5.如权利要求1所述的抑菌食品包装盒，其特征在于：所述湿润剂为羊蜡酸乙酯、鲸蜡烯、肉豆蔻酸棕榈醇酯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的抑菌食品包装盒，其特征在于：所述稳定剂为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯和/或4,4'-亚丁基双-(3-甲基-6-叔丁苯基)-四(十三烷基)二亚磷酸酯。
7.如权利要求1-6任一项所述的抑菌食品包装盒，其特征在于：所述抑菌食品包装盒的生产方法为：将抗菌PP按常规食品包装盒生产工艺制备得到外盒，将所述改性聚苯乙烯按常规食品包装盒生产工艺制备得到内盒，将内盒置于外盒内，即得食品包装盒。
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| CN115152763A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-10-11 | 西南大学 | 一种ε-聚赖氨酸的棒状纳米化方法及其ε-聚赖氨酸纳米颗粒的应用 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20220104 |