一种抗拉防水淀粉膜的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗拉防水淀粉膜的制备方法，属于包装材料技术领域。将预交联改性碱性淀粉与添加剂按质量比2：1～3：1混合，并加入预交联改性碱性淀粉质量8～10倍的乙醇和预交联改性碱性淀粉质量0.2～0.5倍的脱水剂，搅拌反应后，过滤，得改性淀粉混合物；将改性淀粉混合物与水按质量比1：5～1：6混合，并加入改性淀粉混合物质量0.1～0.3倍的对苯二甲醛，改性淀粉混合物质量0.1～0.2倍的增塑剂和改性淀粉混合物质量0.1～0.2倍的消泡剂，搅拌混合后，得坯料液，将坯料液流延成膜，干燥，得抗拉防水淀粉膜。本发明专利技术所得抗拉防水淀粉膜具有优异的耐水性能和拉伸强度。

Preparation of a Tensile Waterproof Starch Film

【技术实现步骤摘要】
一种抗拉防水淀粉膜的制备方法
本专利技术公开了一种抗拉防水淀粉膜的制备方法，属于包装材料

技术介绍
塑料制品因其来源丰富、外表美观、卫生、质轻、价廉、加工方便及性质稳定等特点在食品包装和保鲜领域得到广泛应用，但石油基传统塑料正面临着两个严峻的问题：一是石油类不可再生资源的日益枯竭；二是大量废弃塑料不易分解，造成环境污染。并且塑料包装易产生有害气体和异味，对人体有毒害作用。因此，需要采取一定措施，解决塑料制品带来的污染和安全性等问题。因此，寻找塑料包装的替代材料，研发“绿色包装”已成为当今世界食品工业科技发展的主要趋势之一。在众多“绿色包装”材料中，天然生物材料制备的食品包装材料备受关注。对生物降解塑料、光生物降解塑料的研究已经在全世界范围内形成一个相当活跃的领域。以天然生物材料制备的食品包装是可以满足人们对安全性和环保性要求的生物可降解包装材料。因而开发以天然生物材料制成的可降解食品包装，将成为未来世界食品包装业发展的主要方向。多糖可食性膜是指以可食性天然生物大分子物质多糖作为原料，通过添加安全可食的交联剂、增塑剂等物质，运用一定的工序处理之后，分子之间会产生相互作用，然后将膜进行适度的干燥便能形成具有很好的选择透过性和力学性能的薄膜。淀粉因其来源广、价格低、且可降解等特点，已成为当今最具发展潜力和应用前景的天然生物可降解材料之一。在总结目前淀粉基可食膜，发现目前普遍存在两个缺陷：一是机械强度不足；二是阻水性能较差。目前主要采取以下方法来改善：如选择直链淀粉含量较高的淀粉来制备淀粉膜，或者对淀粉进行改性来改善淀粉的性质，或者在淀粉膜中添加脂质来改善淀粉膜的阻水性能，或加入助剂来改善机械性能。尽管如此，但是采用改性淀粉和直链淀粉的成本较高，而且目前的淀粉基可食膜在抗拉伸强度、阻水性以及快速溶解性能方面并未相互兼顾，目前的产品实用性不足。如CN101899173A公开的可食性淀粉基食品包装膜是由稳定化交联淀粉30％～90％、增塑剂10％～50％、润滑剂0.01％～10％、增强剂1％～50％和稳定剂0.01％～10％组成的，可见其增塑剂、增强剂的用量比较高。虽然采用将原淀粉进行稳定化交联复合变性，以提高淀粉膜的熔体强度和抗老化稳定性，以及在淀粉中加入食品级的增塑剂、增强剂、润滑剂和稳定剂，可显著改善淀粉膜的机械强度。但是如何提高阻水性能和速溶方面仍存在不足。目前传统的淀粉膜还存在耐水性能和拉伸性能不佳的问题，因此还需对其进行研究。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是：针对传统淀粉膜耐水性能和拉伸性能不佳的问题，提供了一种抗拉防水淀粉膜的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：（1）将硅烷偶联剂KH-550与甲基二甲氧基十二烷基硅烷按质量比2：1～3：1混合，并加入硅烷偶联剂KH-550质量20～30倍的八甲基环四硅氧烷，于氮气氛围下，搅拌混合后，得预处理添加剂混合物，将预处理添加剂混合物与四甲基氢氧化铵按质量比10：1～30：1混合，搅拌反应后，得添加剂混合物；（2）将添加剂混合物加热后，减压蒸馏，得预处理添加剂，将预处理添加剂与马来酸酐按质量比100：3～100：6混合，搅拌反应后，洗涤，得添加剂；（3）将碱化淀粉质量3～4倍的一氯乙酸溶液喷淋于碱化淀粉表面，搅拌反应后，得预处理碱化淀粉，将预处理碱化淀粉与乙醇溶液按质量比1：100～1：120混合，并调节pH至7.0～7.2，过滤，洗涤，干燥，得改性碱化淀粉；（4）将改性碱化淀粉与碱液按质量比1：70～1：80混合，并加入改性淀粉质量0.1～0.2倍的交联剂，搅拌反应后，调节pH至6.0～7.0，静置，过滤，干燥，得预交联改性碱性淀粉；（5）将预交联改性碱性淀粉与添加剂按质量比2：1～3：1混合，并加入预交联改性碱性淀粉质量8～10倍的乙醇和预交联改性碱性淀粉质量0.2～0.5倍的脱水剂，搅拌反应后，过滤，得改性淀粉混合物；（6）将改性淀粉混合物与水按质量比1：5～1：6混合，并加入改性淀粉混合物质量0.1～0.3倍的对苯二甲醛，改性淀粉混合物质量0.1～0.2倍的羟基化环氧大豆油，改性淀粉混合物质量0.1～0.2倍的增塑剂和改性淀粉混合物质量0.1～0.2倍的消泡剂，搅拌混合后，得坯料液，将坯料液流延成膜，干燥，得抗拉防水淀粉膜。步骤（4）所述碱液为将氢氧化钠与水按质量比1：50～1：60混合，并加入氢氧化钠质量1～3倍的氯化钠，搅拌混合，得碱液。步骤（4）所述交联剂为环氧氯丙烷，三滤氧磷或六偏磷酸钠中任意一种。步骤（5）所述脱水剂为碳二亚胺或浓硫酸中任意一种。步骤（6）所述增塑剂为聚乙二醇，三乙醇胺或甘油中任意一种。步骤（6）所述消泡剂为吐温-60，吐温-80或单硬脂酸甘油酯中任意一种。步骤（3）所述一氯乙酸溶液为将一氯乙酸与质量分数为70～80%的乙醇溶液按质量比1：5～1：10混合，得一氯乙酸溶液。步骤（6）所述羟基化环氧大豆油为将大豆油与双氧水按质量比1：3～1：5混合，并加入大豆油质量1～2倍的乙酸，搅拌反应后，得环氧大豆油混合物，将环氧大豆油与镍按质量比10：1～12：1混合，并于氢气氛围下，搅拌反应后，过滤，得羟基化环氧大豆油。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术在制备抗拉防水淀粉膜时加入添加剂，首先，添加剂中加入了聚硅氧烷，在加入产品中后，可使产品表面的疏水性能提高，从而减少水分子在产品表面的附着率，进而使产品的耐水性提高，其次，添加剂中的聚硅氧烷在经过改性后，聚硅氧烷分子链上接枝有长碳链化合物，并且在后续处理中，可在长碳链化合物分子链末端接枝羧基结构，在与预交联改性碱性淀粉混合后，可在脱水剂的作用下发生脱水缩合，从而使改性后的聚硅氧烷接枝于淀粉分子链表面，减少淀粉分子链上的羟基基团，进而使产品表面的亲水基团减少，提高产品的疏水性，并且，由于改性聚硅氧烷的加入，可使产品内部分子间结合力提高，进而提高产品的抗拉强度；（2）本专利技术在制备抗拉防水淀粉膜时使用预交联改性碱性淀粉并加入羟基化环氧大豆油，一方面，预交联改性碱性淀粉中淀粉在经过处理后，可在交联剂的作用下进行微交联，在与添加剂混合反应后，可将添加剂吸附固定于微交联结构中，从而使产品表面的孔隙倍添加剂所填充，并且由于添加剂的疏水性能，且添加剂表面接枝的长碳链化合物可与淀粉分子链之间发生缠绕，进而使产品的防水性和抗拉强度进一步提高，另一方面，加入的羟基化环氧大豆油可在醛类交联剂的作用下与淀粉发生交联，形成复杂的三维交联网络，进而使产品内部的交联程度提高，并且由于在交联反应后，淀粉分子和环氧大豆油表面羟基减少，进而使产品的亲水性降低，使产品的耐水性提高。具体实施方式将大豆油与双氧水按质量比1：3～1：5混合于四口烧瓶中，并向四口烧瓶中加入大豆油质量1～2倍的乙酸，于温度为70～85℃，转速为200～300r/min的条件下，搅拌反应1～2h后，得环氧大豆油混合物，将环氧大豆油化合物与镍按质量比10：1～12：1混合，并向环氧大豆油化合物与镍的化合物中以20～30mL/min的速率通入氢气，于温度为40～60℃，转速为200～250r/min的条件下搅拌反应1～2h后，过滤，得羟基化环氧大豆油；将硅烷偶联剂KH-550与甲基二甲氧基十二烷基硅烷按质量比2：1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗拉防水淀粉膜的制备方法，其特征在于，具体制备过程为：（1）将硅烷偶联剂KH‑550与甲基二甲氧基十二烷基硅烷按质量比2：1～3：1混合，并加入硅烷偶联剂KH‑550质量20～30倍的八甲基环四硅氧烷，于氮气氛围下，搅拌混合后，得预处理添加剂混合物，将预处理添加剂混合物与四甲基氢氧化铵按质量比10：1～30：1混合，搅拌反应后，得添加剂混合物；（2）将添加剂混合物加热后，减压蒸馏，得预处理添加剂，将预处理添加剂与马来酸酐按质量比100：3～100：6混合，搅拌反应后，洗涤，得添加剂；（3）将碱化淀粉质量3～4倍的一氯乙酸溶液喷淋于碱化淀粉表面，搅拌反应后，得预处理碱化淀粉，将预处理碱化淀粉与乙醇溶液按质量比1：100～1：120混合，并调节pH至7.0～7.2，过滤，洗涤，干燥，得改性碱化淀粉；（4）将改性碱化淀粉与碱液按质量比1：70～1：80混合，并加入改性淀粉质量0.1～0.2倍的交联剂，搅拌反应后，调节pH至6.0～7.0，静置，过滤，干燥，得预交联改性碱性淀粉；（5）将预交联改性碱性淀粉与添加剂按质量比2：1～3：1混合，并加入预交联改性碱性淀粉质量8～10倍的乙醇和预交联改性碱性淀粉质量0.2～0.5倍的脱水剂，搅拌反应后，过滤，得改性淀粉混合物；（6）将改性淀粉混合物与水按质量比1：5～1：6混合，并加入改性淀粉混合物质量0.1～0.3倍的对苯二甲醛，改性淀粉混合物质量0.1～0.2倍的羟基化环氧大豆油，改性淀粉混合物质量0.1～0.2倍的增塑剂和改性淀粉混合物质量0.1～0.2倍的消泡剂，搅拌混合后，得坯料液，将坯料液流延成膜，干燥，得抗拉防水淀粉膜。...

【技术特征摘要】
1.一种抗拉防水淀粉膜的制备方法，其特征在于，具体制备过程为：（1）将硅烷偶联剂KH-550与甲基二甲氧基十二烷基硅烷按质量比2：1～3：1混合，并加入硅烷偶联剂KH-550质量20～30倍的八甲基环四硅氧烷，于氮气氛围下，搅拌混合后，得预处理添加剂混合物，将预处理添加剂混合物与四甲基氢氧化铵按质量比10：1～30：1混合，搅拌反应后，得添加剂混合物；（2）将添加剂混合物加热后，减压蒸馏，得预处理添加剂，将预处理添加剂与马来酸酐按质量比100：3～100：6混合，搅拌反应后，洗涤，得添加剂；（3）将碱化淀粉质量3～4倍的一氯乙酸溶液喷淋于碱化淀粉表面，搅拌反应后，得预处理碱化淀粉，将预处理碱化淀粉与乙醇溶液按质量比1：100～1：120混合，并调节pH至7.0～7.2，过滤，洗涤，干燥，得改性碱化淀粉；（4）将改性碱化淀粉与碱液按质量比1：70～1：80混合，并加入改性淀粉质量0.1～0.2倍的交联剂，搅拌反应后，调节pH至6.0～7.0，静置，过滤，干燥，得预交联改性碱性淀粉；（5）将预交联改性碱性淀粉与添加剂按质量比2：1～3：1混合，并加入预交联改性碱性淀粉质量8～10倍的乙醇和预交联改性碱性淀粉质量0.2～0.5倍的脱水剂，搅拌反应后，过滤，得改性淀粉混合物；（6）将改性淀粉混合物与水按质量比1：5～1：6混合，并加入改性淀粉混合物质量0.1～0.3倍的对苯二甲醛，改性淀粉混合物质量0.1～0.2倍的羟基化环氧大豆油，改性淀粉混合物质量0.1～0.2倍的增塑剂和改...

【专利技术属性】
技术研发人员：李全峰，
申请(专利权)人：李全峰，
类型：发明
国别省市：广西,45