CN114854217B - 一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜及其制备方法 - Google Patents

一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜及其制备方法，属于塑料薄膜制备技术领域，以明胶、甘油、木质素磺酸盐、亚硫酸化油脂和金属盐溶液为原料，通过溶解、加热搅拌，制备成膜液，然后将成膜液倒入模具中，冷却、定型、干燥、得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，方法简单、反应温和无污染，能够进行产业化生产。经检测，所制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜具有优异的力学性能、抗老化性能、可降解性能以及拒水性能，解决现有技术中由于明胶基薄膜的强吸水性导致的明胶基薄膜遇水后力学性能丧失，进而导致明胶基薄膜进一步应用的问题。

Description

一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜及其制备方法
技术领域
本发明属于塑料薄膜制备技术领域，涉及一种生物可降解塑料薄膜及其制备方法，尤其是一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜及其制备方法。
背景技术
用塑料薄膜制作的塑料袋轻、薄、不透水、强度较大、成本低，是一种很好的包装材料，塑料袋的使用给人们的生活带来了极大的方便，使塑料袋的用量越来越大，但是传统的石油基塑料薄膜废弃后不易回收、不易降解，大量的废弃塑料袋已成为当前污染环境的主要因素。为了减轻塑料薄膜对环境的污染，研发出了一些可降解塑料薄膜。
可降解塑料薄膜为改善环境发挥了一定的积极作用。其中，明胶具备优异的成膜性和生物可降解性，明胶基薄膜已被广泛的应用在食品包装和生物医药领域。但是明胶固有的强吸水性让明胶薄膜在遇水后立即丧失力学性能，这样的强吸水性不利于明胶膜作为塑料薄膜的替代品，阻碍了明胶基薄膜的发展。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中由于明胶基薄膜的强吸水性导致的明胶基薄膜遇水后力学性能丧失，进而导致明胶基薄膜进一步应用的问题，提供一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜及其制备方法，该生物塑料薄膜具有非常好的力学性能、抗老化性能以及拒水性能，可有效缓解强吸水性带来的力学性能失效。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
本发明提供一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，按质量份数计包括以下原料组分：5～10份的明胶、0.5～2份甘油、0.1～2份的木质素磺酸盐(LS)、0.5～2份的亚硫酸化油脂和20份的金属盐溶液。
优选地，所述明胶的分子质量为30000～100000。
优选地，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙和木质素磺酸镁中的一种或多种。
优选地，所述亚硫酸化油脂为亚硫酸化动物油和亚硫酸化植物油中的一种或两种。
优选地，所述金属盐溶液的浓度为0.005g/mL～0.25g/mL。
优选地，所述金属盐溶液为硫酸锆、氯化锆、氯化铁、硫酸铁、氯化铝和硫酸铝溶液中的一种或多种。
一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜的制备方法，利用上述原料组分，包括以下步骤：
S1：将明胶、甘油、木质素磺酸盐和亚硫酸化油脂加热、搅拌溶于水中，形成混合液；
S2：向混合液中加入金属盐溶液，继续搅拌得到成膜液；
S3：将成膜液倒入模具中，冷却、定型、干燥、得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
优选地，S1中水的用量为100份，加热搅拌的温度为40℃～80℃。
优选地，S2中搅拌时间为40min～180min。
一种利用上述方法制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，该生物塑料薄膜的厚度为0.128mm～0.136mm，断裂应力为25.68MPa～36.06MPa，断裂应变为0.12mm/mm～0.26mm/mm，可完全屏蔽波段为200nm～400nm的紫外光；该生物塑料薄膜经流速为0.1m3/min的水流冲击一分钟后，断裂应力为11.26MPa～17.58MPa，断裂应变为0.35mm/mm～0.42mm/mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，该生物塑料薄膜以明胶为基础材料，通过添加木质素磺酸盐、亚硫酸化油脂和金属盐，使得金属盐在木质素磺酸盐、亚硫酸化油脂和明胶分子链之间形成金属配体键，将木质素磺酸盐(LS)和亚硫酸化油脂(FOS)的亲水基团牢固地固定在明胶基质内部，有效地增加了明胶基薄膜的交联密度，增强了其力学性能，另一方面是有效地将LS或FOS的磺酸基和酚羟基与明胶的羧基屏蔽，在明胶薄膜表面上形成疏水和低水黏附的抗水界面，该界面在遇到水后能够有效抵抗水的浸入，保证明胶薄膜内部分子之间的相互氢键不被破坏，从而确保明胶基薄膜在遇到水后同样具备优异的力学性能。
本发明提供一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜的制备方法，该方法简单，反应温和，无污染，可实现大规模生产；制备出的生物塑料薄膜厚度为0.128mm～0.136mm，断裂应力为25.68MPa～36.06MPa，断裂应变为0.12mm/mm～0.26mm/mm，可完全屏蔽波段为200nm～400nm的紫外光；该生物塑料薄膜经流速为0.1m3/min的水流冲击一分钟后，断裂应力为11.26MPa～17.58MPa，断裂应变为0.35mm/mm～0.42mm/mm，不仅具有可降解性，而且还具有非常好的力学性能、抗老化性能以及拒水性能，是薄膜制备技术领域创新型技术，为明胶基薄膜的发展奠定了基础。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜的制备方法流程图。
图2为本发明的实施例1至实施例5制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜透光率曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
本发明提供一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，按质量份数计包括以下原料组分：5～10份的明胶、0.5～2份甘油、0.1～2份的木质素磺酸盐(LS)、0.5～2份的亚硫酸化油脂和20份的金属盐溶液；其中，所述明胶的分子质量为30000～100000；所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙和木质素磺酸镁中的一种或多种；所述亚硫酸化油脂为亚硫酸化动物油和亚硫酸化植物油中的一种或两种；所述金属盐溶液为硫酸锆、氯化锆、氯化铁、硫酸铁、氯化铝和硫酸铝溶液中的一种或多种，金属盐溶液的浓度为0.005～0.25g/mL。
参见图1，本发明提供一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜的制备方法，该方法利用上述的原料组分，包括以下步骤：
S1：将明胶、甘油、木质素磺酸盐和亚硫酸化油脂加热、搅拌溶于100份水中，形成混合液；加热、搅拌的温度为40℃～80℃。
S2：向混合液中加入金属盐溶液，继续搅拌40min～180min得到成膜液；
S3：将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温自然干燥、得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
一种利用上述方法制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，经测试，该生物塑料薄膜的厚度为0.128mm～0.136mm，断裂应力为25.68MPa～36.06MPa，断裂应变为0.12mm/mm～0.26mm/mm，可完全屏蔽波段为200nm～400nm的紫外光；该生物塑料薄膜经流速为0.1m3/min的水流冲击一分钟后，断裂应力为11.26MPa～17.58MPa，断裂应变为0.35mm/mm～0.42mm/mm。
实施例1
将5份明胶、1份甘油、0.5份木质磺酸钠、1份亚硫酸化动物油和100份水，在50℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.005g/mL的氯化铁溶液，维持50℃持续搅拌60min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例2
将10份明胶、2份甘油、1份木质磺酸钠、0.5份木质素磺酸钙、0.5份木质素磺酸镁、1份亚硫酸化植物油和100份水，在40℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.1g/mL的氯化铁溶液，维持40℃持续搅拌180min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例3
将5份明胶、1份甘油、1份木质素磺酸镁、0.5份亚硫酸化植物油、0.5份亚硫酸化动物油和100份水，在60℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.15g/mL的氯化铝溶液，维持60℃持续搅拌100min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例4
将10份明胶、2份甘油、1份木质素磺酸镁、2份亚硫酸化植物油和100份水，在70℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.15g/mL的氯化铝溶液，维持70℃持续搅拌50min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例5
将5份明胶、1份甘油、0.1份木质素磺酸钠、0.5份亚硫酸化植物油和100份水，在80℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.005g/mL的氯化锆溶液，维持80℃持续搅拌40min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例6
将6份明胶、1份甘油、0.7份木质素磺酸钠、0.6份亚硫酸化植物油和100份水，在50℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.2g/mL的硫酸铝溶液，维持50℃持续搅拌60min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例7
将8份明胶、1.5份甘油、1.3份木质素磺酸钙、0.3份木质素磺酸镁、0.6份亚硫酸化植物油、0.7份亚硫酸化动物油和100份水，在60℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.17g/mL的硫酸铝和氯化铝混合溶液，维持60℃持续搅拌80min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例8
将7.5份明胶、0.8份甘油、0.1份木质素磺酸钙、0.6份木质素磺酸镁、0.6份亚硫酸化植物油、0.6份亚硫酸化动物油和100份水，在60℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.17g/mL的硫酸铝、硫酸锆和氯化铝混合溶液，维持60℃持续搅拌70min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例9
将9份明胶、1.7份甘油、0.3份木质素磺酸钠、0.6份木质素磺酸镁、0.9份亚硫酸化动物油和100份水，在55℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.25g/mL的硫酸铝、氯化铁、硫酸铁、硫酸锆和氯化铝混合溶液，维持55℃持续搅拌120min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例10
将7份明胶、0.8份甘油、0.3份木质素磺酸镁、0.8份亚硫酸化动物油和100份水，在55℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.075g/mL的硫酸铝溶液，维持55℃持续搅拌110min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例11
将8.5份明胶、0.9份甘油、0.3份木质素磺酸镁、0.4份木质素磺酸钙、0.8份亚硫酸化动物油、0.3份亚硫酸化植物油和100份水，在59℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.008g/mL的硫酸铝溶液，维持59℃持续搅拌130min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例12
将9.5份明胶、0.8份甘油、0.6份木质素磺酸镁、0.6份亚硫酸化动物油和100份水，在55℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.016g/mL的硫酸铝溶液，维持55℃持续搅拌150min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
实施例13
将6.6份明胶、1.4份甘油、0.2份木质素磺酸镁、1.6份亚硫酸化动物油和100份水，在53℃的环境中持续搅拌至所有组分完全溶解，形成混合液；再向混合液体系中添加20份0.22g/mL的硫酸铁溶液，维持53℃持续搅拌160min得到成膜液；将成膜液倒入模具中，冷却、定型、室温下自然干燥得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
将以上实施例中制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，分别按照ASTM D882-09(2009)规定的方法对其机械性能进行测试。测试结果参见下表：
Figure BDA0003698853750000091
Figure BDA0003698853750000101
由上表可以看出，以上实施例制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜具备优异的力学性能，可以代替传统的石油基塑料薄膜使用。
参见图2，以实施例1至实施例5为例，分别将制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜进行抗紫外测试。以薄膜对在200～800nm范围的透光率来评价所制备薄膜的紫外阻隔能力。可以看出制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜具备优异的紫外阻隔性能，能够完全屏蔽紫外光波段(200～400nm)。
为测试本发明制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜的抗水性能，实施例1至实施例5为例，分别对制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜进行连续水流冲击，水流速度为1m3/min，冲击时间为1min，测试其水流冲击后的力学性能。参见下表：
样品 断裂应力(MPa) 断裂应变(mm/mm)
实施例1 16.21±3.12 0.35±0.02
实施例2 12.12±1.23 0.40±0.04
实施例3 17.58±2.13 0.36±0.05
实施例4 15.24±2.15 0.38±0.06
实施例5 11.26±1.86 0.42±0.05
由上表结果可以看出，本发明制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜具备优异的抗水性，即使在遭受连续水流冲击后仍然具备优异的力学性能，可以适应各种湿环境中的应用。
对上述实施例中制备方法制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜进行生物降解测试。根据GB/T 19277.1规定的降解方法测试，发现本发明制备的薄膜能够完全生物降解。
综上所述，本发明提供的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜制备方法简单、反应温和无污染，制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜具有非常好的力学性能、抗老化性能、降解性能以及拒水性能，能够满足实际生产生活对可降解塑料薄膜的力学需求和拒水性需求，且无污染，可以实现对传统石油基塑料薄膜的替代，是生物降解薄膜生产技术领域的创新型技术。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，其特征在于，按质量份数计包括以下原料组分：5～10份的明胶、0.5～2份甘油、0.1~2份的木质素磺酸盐（LS）、0.5~2份的亚硫酸化油脂和20份的金属盐溶液；其中，所述金属盐溶液为硫酸锆、氯化锆、氯化铁、硫酸铁、氯化铝和硫酸铝溶液中的一种或多种，金属盐溶液的浓度为0.005 g/mL ~0.25 g/mL。
2.根据权利要求1所述的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，其特征在于，所述明胶的分子质量为30000~100000。
3.根据权利要求1所述的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，其特征在于，所述木质素磺酸盐为木质素磺酸钠、木质素磺酸钙和木质素磺酸镁中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，其特征在于，所述亚硫酸化油脂为亚硫酸化动物油和亚硫酸化植物油中的一种或两种。
5.一种生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜的制备方法，其特征在于，利用权利要求1-4任一项所述的原料组分，包括以下步骤：
S1：将明胶、甘油、木质素磺酸盐和亚硫酸化油脂加热、搅拌溶于水中，形成混合液；
S2：向混合液中加入金属盐溶液，继续搅拌得到成膜液；
S3：将成膜液倒入模具中，冷却、定型、干燥、得到生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜。
6.根据权利要求5所述的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜的制备方法，其特征在于，S1中水的用量为100份，加热搅拌的温度为40℃～80℃。
7.根据权利要求5或6所述的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜的制备方法，其特征在于，S2中搅拌时间为40 min～180min。
8.一种利用权利要求5-7任一项所述方法制备的生物可降解拒水抗紫外明胶基生物塑料薄膜，其特征在于，该生物塑料薄膜的厚度为0.128 mm～0.136 mm，断裂应力为25.68MPa～36.06 MPa，断裂应变为0.12 mm/mm～0.26 mm/mm，可完全屏蔽波段为200 nm～400nm的紫外光；该生物塑料薄膜经流速为0.1 m3/min的水流冲击一分钟后，断裂应力为11.26MPa～17.58 MPa，断裂应变为0.35 mm/mm～0.42 mm/mm。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TR2022013212A2 (tr) * 2022-08-22 2022-09-21 Oezyegin Ueniversitesi Yeni̇ bi̇r bi̇yoplasti̇k ve bunun üreti̇mi̇ i̇çi̇n bi̇r yöntem
CN115746620B (zh) * 2022-11-29 2023-10-20 陕西科技大学 一种自脱落可降解材料成膜液及其制备方法和应用
CN117183041B (zh) * 2023-07-11 2024-06-07 南京林业大学 明胶-木质素磺酸木质复合声学振膜及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0578207A (ja) * 1991-02-26 1993-03-30 Nippon Kayaku Co Ltd 水溶性フイルムで包装された水面展開性農薬製剤包装体
WO2009143425A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 The Regents Of The University Of California Membrane precursors and membranes formed therefrom
WO2017214187A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-14 Aridis Pharmaceuticals, Inc. Method for preparation of quick dissolving thin films containing bioactive material with enhanced thermal stability

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080111155A (ko) * 2006-04-21 2008-12-22 가오 가부시키가이샤 바이오필름 제어제 조성물
CN101280073B (zh) * 2008-06-04 2010-08-18 孙广利 农用液体地面覆盖膜及其制备和使用方法
EP2341083B1 (en) * 2009-12-30 2015-07-08 Dow Global Technologies LLC Stabilized redispersible polymer powder compositions
WO2011143131A1 (en) * 2010-05-11 2011-11-17 Shaosheng Dong Film forming personal care compositions and methods
CN106188645A (zh) * 2016-07-25 2016-12-07 当涂县南北圩果蔬种植专业合作社 一种可改善土壤结构的可降解生物淀粉地膜
CN108395705B (zh) * 2018-01-19 2020-05-08 广东药科大学 一种可食性抗菌保鲜膜及其制备方法和应用
CN109180971B (zh) * 2018-07-17 2020-12-15 江西威骏科技股份有限公司 一种保水环保木质素-淀粉-红麻复合地膜及制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0578207A (ja) * 1991-02-26 1993-03-30 Nippon Kayaku Co Ltd 水溶性フイルムで包装された水面展開性農薬製剤包装体
WO2009143425A1 (en) * 2008-05-22 2009-11-26 The Regents Of The University Of California Membrane precursors and membranes formed therefrom
WO2017214187A1 (en) * 2016-06-07 2017-12-14 Aridis Pharmaceuticals, Inc. Method for preparation of quick dissolving thin films containing bioactive material with enhanced thermal stability

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