一种抑菌可降解食品包装薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种抑菌可降解食品包装薄膜及其制备方法，由以下重量份的原料制成：农作物秸秆50‑80份、琥珀酸苷10‑20份、聚丁二酸丁二醇酯10‑20份、聚乳酸12‑22份、聚乙烯醇8‑16份、海泡石6‑12份、氧化锌5‑10份、二氧化硅8‑15份、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷4‑8份、分散剂3‑8份、茶多酚8‑16份、壳聚糖10‑16份、苯甲酸钠9‑15份、N甲基吗啉‑N‑氧化物NMMO/水15‑30份、十二烷基三甲基氯化铵4‑9份、1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐2‑7份、异丙醇8‑14份、水10‑20份。该材料具有优良的抗菌性、力学性能、透湿透气性和可降解性，在食品包装领域具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种抑菌可降解食品包装薄膜及其制备方法
本专利技术属于包装材料
，具体涉及一种抑菌可降解食品包装薄膜及其制备方法。
技术介绍
现有的食品包装薄膜大多为塑料包装薄膜，塑料包装薄膜虽然具有良好的阻隔性能，起到良好的包装效果，然而其透气性差，从而易于细菌等微生物的滋生。同时，塑料包装薄膜的可降解性能差，塑料包装薄膜的大量使用，从而使得白色污染日益严重，不能满足人们对绿色环保的需求。因此具有良好抑菌效果的可降解食品包装薄膜成为人们研究的热点。以纤维素为基体材料的包装薄膜成为人们研究的方向之一，纤维素具有丰富的物质来源，同时具有优良的生物降解性能，因此纤维素是合成生物降解薄膜的重要原材料。然而现有纤维素薄膜透气性差、吸湿性大，从而使得抑菌效果差，不能满足作为食品包装材料的需求。因此，有必要对抑菌可降解的食品包装薄膜进行进一步研究，以满足人们的对产品品质的高需求。
技术实现思路
为了解决以上现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种抑菌可降解食品包装薄膜及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种抑菌可降解食品包装薄膜，由以下重量份的原料制备而成：农作物秸秆50-80份、琥珀酸苷10-20份、聚丁二酸丁二醇酯10-20份、聚乳酸12-22份、聚乙烯醇8-16份、海泡石6-12份、氧化锌5-10份、二氧化硅8-15份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷4-8份、分散剂3-8份、茶多酚8-16份、壳聚糖10-16份、苯甲酸钠9-15份、N甲基吗啉-N-氧化物NMMO/水15-30份、十二烷基三甲基氯化铵4-9份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐2-7份、异丙醇8-14份、水10-20份。优选的，本专利技术所述的一种抑菌可降解食品包装薄膜，由以下重量份的原料制备而成：农作物秸秆65份、琥珀酸苷15份、聚丁二酸丁二醇酯15份、聚乳酸17份、聚乙烯醇12份、海泡石9份、氧化锌8份、二氧化硅12份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份、分散剂5份、茶多酚12份、壳聚糖13份、苯甲酸钠12份、N甲基吗啉-N-氧化物NMMO/水23份、十二烷基三甲基氯化铵7份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐5份、异丙醇11份、水15份。进一步的，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠或十二烷基磺酸钠。进一步的，所述N甲基吗啉-N-氧化物NMMO/水的含水量为10-15%。进一步的，所述农作物秸秆为经粉碎后过100-200目筛的原料。本专利技术所述的抑菌可降解食品包装薄膜的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取各原料，将农作物秸秆加入到20-40%的NaOH水溶液中，在30-40℃的温度下搅拌处理2-4h，通过抽滤获得沉淀物，并用水和乙醇交替洗涤3-5次，洗涤完后将混合物抽滤得到沉淀物，将沉淀物放入烘箱中烘干备用；（2）将步骤（1）处理后的农作物秸秆加入到由N甲基吗啉-N-氧化物NMMO/水、十二烷基三甲基氯化铵、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、异丙醇、水组成的混合溶液中，在搅拌的条件下将温度缓慢升至40-60℃，保持此温度搅拌混合6-10h，制得混合物A；（3）向混合物A中加入琥珀酸苷，将溶液pH调节到7.5-8.2，在60-80℃的温度下继续搅拌反应4-6h，获得混合物B；（4）将海泡石、氧化锌、二氧化硅进行混合，加入到质量分数为15-30%的γ-氨丙基三乙氧基硅烷水溶液中，在pH调节到8.0-8.5温度为50-70℃的温度下的条件下反应1-2h，通过离心去除上清获得沉淀颗粒，然后用等量水将沉淀颗粒重悬，然后向重悬液体中加入分散剂，将其放入超声仪上超声分散10-20min；（5）将步骤（3）制得的混合物B与步骤（4）处理的填料进行混合，在室温下搅拌反应4-8h，然后加入剩余原料，在室温下超声处理30-50min，再在真空度为-0.1MPa下脱泡20min，得到混合物C；（6）将混合物C倒在60-80℃温度的玻璃板上，用刮刀刮制平板膜，再将制好的薄膜浸入去离子水中5-10min进行固化，将固化后的薄膜用去离子水清洗再经甘油水溶液塑化处20-40min，最后贴在洁净的玻璃板上置于真空干燥箱中干燥，即制得抑菌可降解食品包装薄膜。有益效果：本专利技术提供了一种抑菌可降解食品包装薄膜及其制备方法，本专利技术以农作物秸秆作为基体材料，然后用NaOH溶液溶胀后暴露出更多的羟基基团，再与琥珀酸苷反应从而在纤维材料的表面修饰上更多的羧基基团，海泡石、氧化锌、二氧化硅经γ-氨丙基三乙氧基硅烷修饰后表面形成氨基基团，从而与纤维表面的羧基，从而是的纳米填料负载在纤维材料表面，提高包装材料的力学性能和抗菌性。再与其它各原料的复配，制得综合性能优良的包装材料。通过实验结果得出，本专利技术制得的包装薄膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率均达到99%，具有较强的抑菌作用；同时包装材料的拉伸强度高达45MPa，断裂伸长率高达98%，因此该包装薄膜具有良好的力学性能；从气体透过系数和透湿系数可以得出，该薄膜具有良好的透气性和透湿性，从而进一步提高材料的抗菌性能。γ-氨丙基三乙氧基硅烷对纳米填料的修饰起到重要的作用，未经修饰的纳米填料分散性较差，并且也不能与纤维进行化学交联，从而影响填料与纤维的相互作用。十二烷基三甲基氯化铵和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐作为一种离子液体对体系的稳定性起到重要的作用，影响包装材料的综合性能。本专利技术制得材料的所使用的原料均为环保可降解原料，符合人们对绿色环保的需求，因此，本专利技术制得包装材料作为抑菌可降解食品包装材料具有广泛的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，但实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。实施例1一种抑菌可降解食品包装薄膜，由以下重量份的原料制备而成：农作物秸秆65份、琥珀酸苷15份、聚丁二酸丁二醇酯15份、聚乳酸17份、聚乙烯醇12份、海泡石9份、氧化锌8份、二氧化硅12份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份、分散剂5份、茶多酚12份、壳聚糖13份、苯甲酸钠12份、N甲基吗啉-N-氧化物NMMO/水23份、十二烷基三甲基氯化铵7份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐5份、异丙醇11份、水15份。所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。所述N甲基吗啉-N-氧化物NMMO/水的含水量为13%。所述农作物秸秆为经粉碎后过150目筛的原料。本专利技术所述的抑菌可降解食品包装薄膜的制备方法，包括以下步骤：（1）按重量份称取各原料，将农作物秸秆加入到30%的NaOH水溶液中，在35℃的温度下搅拌处理3h，通过抽滤获得沉淀物，并用水和乙醇交替洗涤4次，洗涤完后将混合物抽滤得到沉淀物，将沉淀物放入烘箱中烘干备用；（2）将步骤（1）处理后的农作物秸秆加入到由N甲基吗啉-N-氧化物NMMO/水、十二烷基三甲基氯化铵、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、异丙醇、水组成的混合溶液中，在搅拌的条件下将温度缓慢升至50℃，保持此温度搅拌混合8h，制得混合物A；（3）向混合物A中加入琥珀酸苷，将溶液pH调节到7.5-8.2，在70℃的温度下继续搅拌反应5h，获得混合物B；（4）将海泡石、氧化锌、二氧化硅进行混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抑菌可降解食品包装薄膜，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：农作物秸秆50‑80份、琥珀酸苷10‑20份、聚丁二酸丁二醇酯10‑20份、聚乳酸12‑22份、聚乙烯醇8‑16份、海泡石6‑12份、氧化锌5‑10份、二氧化硅8‑15份、γ‑氨丙基三乙氧基硅烷4‑8份、分散剂3‑8份、茶多酚8‑16份、壳聚糖10‑16份、苯甲酸钠9‑15份、N甲基吗啉‑N‑氧化物NMMO/水15‑30份、十二烷基三甲基氯化铵4‑9份、1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐2‑7份、异丙醇8‑14份、水10‑20份。

【技术特征摘要】
1.一种抑菌可降解食品包装薄膜，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：农作物秸秆50-80份、琥珀酸苷10-20份、聚丁二酸丁二醇酯10-20份、聚乳酸12-22份、聚乙烯醇8-16份、海泡石6-12份、氧化锌5-10份、二氧化硅8-15份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷4-8份、分散剂3-8份、茶多酚8-16份、壳聚糖10-16份、苯甲酸钠9-15份、N甲基吗啉-N-氧化物NMMO/水15-30份、十二烷基三甲基氯化铵4-9份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐2-7份、异丙醇8-14份、水10-20份。2.根据权利要求1所述的一种抑菌可降解食品包装薄膜，其特征在于，由以下重量份的原料制备而成：农作物秸秆65份、琥珀酸苷15份、聚丁二酸丁二醇酯15份、聚乳酸17份、聚乙烯醇12份、海泡石9份、氧化锌8份、二氧化硅12份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷6份、分散剂5份、茶多酚12份、壳聚糖13份、苯甲酸钠12份、N甲基吗啉-N-氧化物NMMO/水23份、十二烷基三甲基氯化铵7份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐5份、异丙醇11份、水15份。3.根据权利要求1所述的一种抑菌可降解食品包装薄膜，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素钠或十二烷基磺酸钠。4.根据权利要求1所述的一种抑菌可降解食品包装薄膜，其特征在于，所述N甲基吗啉-N-氧化物NMMO/水的含水量为10-15%。5.根据权利要求1所述的一种抑菌可降解食品包装薄膜，其特征在于，所述农作物秸秆为经粉碎后过100-200目筛的原料。6.权利要求1-4任一项所述的抑菌可降解食品包装薄膜的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：何春明，王梦娜，
申请(专利权)人：苏州经贸职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32