本发明专利技术涉及食品包装膜领域，尤其涉及一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜及其制备方法。本发明专利技术的耐高温PE膜由以下质量配比的成分组成：改性的天然纳米纤维素10‑15份、改性聚丙烯10‑15份、纳米无机颗粒3‑6份、天然抗氧化剂1‑3份、低密度聚乙烯基质60‑75份、丙烯酸2‑5份。本发明专利技术还提供了一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜的制备方法，制备的PE膜不仅安全性高，耐高温性能优异，且与极性以及非极性物质相容性强。
A high temperature resistant PE film modified by natural nanofibers and its preparation method
【技术实现步骤摘要】
一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜及其制备方法
本专利技术涉及食品包装膜领域，尤其是涉及一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜及其制备方法。
技术介绍
低密度聚乙烯（LDPE）是聚乙烯（PE）中最早实现工业化且产量最大的品种，LDPE主要用途是薄膜产品，比例达到62.3％。LDPE薄膜具有一定的拉伸强度和良好的冲击性能、抗撕裂和抗穿刺性能，而且较低的结晶度使其具有PE中最好的透明度和雾度值，透明度可达80％或更高，雾度可低至5％。LDPE的加工性能优良，非常适于吹膜生产，吹塑过程中膜泡稳定性佳。但LDPE是非极性聚合物，表面能低，导致其染色性、印刷性、粘接性以及与其他无机填料、极性高分子或金属的相容性较差，限制了其用途的拓展。因此，开发高兼容性的PE膜对加强PE膜的商业用途具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜及其制备方法，制备的PE膜不仅安全性高，耐高温性能优异，且与极性以及非极性物质相容性强。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜，其特征在于由以下质量配比的成分组成：改性的天然纳米纤维素10-15份改性聚丙烯10-15份纳米无机颗粒3-6份天然抗氧化剂1-3份低密度聚乙烯基质60-75份丙烯酸2-5份。进一步的，所述的天然纳米纤维素为疏水改性的壳聚糖纳米纤维素。进一步的，所述的改性聚丙烯为聚丙烯/纳米二氧化硅复合物。进一步的，所述的纳米无机颗粒为纳米二氧化硅与纳米氧化锌按1：0.5-1质量比混合形成的复合无机纳米颗粒。进一步的，所述的天然抗氧化剂为虾青素。进一步的，本专利技术还提供了一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜的制备方法，包括以下步骤：（1）将废弃的虾壳洗净，干燥，粉碎，脱色后干燥得虾壳粉末，将虾壳粉末在5000-8000rpm搅拌速度下溶解于1-2mol/L尿素-1-3mol/LNaOH混合溶液中，将溶液在80-100℃条件下蒸煮2-4小时，加入10倍体积的0.1-0.2mol/L盐酸溶液，将壳聚糖沉淀，过滤，洗涤，干燥得虾壳壳聚糖，将虾壳壳聚糖溶解于3-4%的乙酸溶液中，得浓度为3-5%（m/v）的壳聚糖溶液，向溶液中加入硅烷化试剂后，于500-800rpm，40-60℃反应2-4h后，过滤，洗涤，干燥，粉碎即得天然纳米纤维素；（2）将纳米二氧化硅分散于30-40%（v/v）乙醇-水分散液中，向溶液中加入二氧化硅质量0.1-0.2倍的3-（三乙氧基甲硅烷基）丙基甲基丙烯酸酯，40-50℃反应2-4h后，过滤，洗涤，干燥，得修饰的纳米二氧化硅，将修饰的纳米二氧化硅分散于甲苯溶液中得浓度为3-6%（m/v）纳米二氧化硅分散液，向分散液中加入纳米二氧化硅质量0.1-0.2倍的丙烯酸和相同质量的聚丙烯，于50-60℃、500-800rpm条件下反应2-4h，过滤，洗涤，干燥得改性聚丙烯；（3）将低密度聚乙烯基质融化后，冷却至110-130℃后加入天然纳米纤维素、改性聚丙烯、纳米无机颗粒、天然抗氧化剂、丙烯酸，在真空脱泡机进行脱气0.5-2小时，充分混合均匀，得成膜液，将成膜液在玻璃板上流延后静置，使膜液冷却至室温成膜，即得天然纳米纤维改性的耐高温PE。进一步的，步骤（1）中所述的硅烷化试剂为十烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷中的一种。现有技术相比，本专利技术所述的一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜及其制备方法具有以下有益效果：本专利技术利用废弃的虾壳作为原料制备了天然纳米纤维素，并将其作为PE膜的功能添加成分，不仅变废为宝，且加入的纤维素增加了PE膜对极性化合物的亲和性，使得制备的PE容易被染色和印刷；利用纳米二氧化硅对聚丙烯修饰后，作为PE膜的有机-无机聚合物添加剂，可以有效提升PE膜的耐高温性能。制备的PE在100℃水中蒸煮6h，仍然可以保持90%以上的力学性能；采用丙烯酸作为功能性有机物，当其与PE材料混合时可以发生聚合反应从而与PE材料共价连接，可显著提高混凝土的力学性能和气密性，制备的膜具有良好的防水效果。具体实施方式【实施例1】一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜，其特征在于由以下质量配比的成分组成：疏水改性的壳聚糖纳米纤维素15份、聚丙烯/纳米二氧化硅复合物12份、纳米二氧化硅1份、纳米氧化锌2份、虾青素2份、低密度聚乙烯基质64份、丙烯酸4份；一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜的制备方法，包括以下步骤：（1）将废弃的虾壳洗净，干燥，粉碎，脱色后干燥得虾壳粉末，将虾壳粉末在7000rpm搅拌速度下溶解于1.2mol/L尿素-2mol/LNaOH混合溶液中，将溶液在90℃条件下蒸煮3小时，加入10倍体积的0.15mol/L盐酸溶液，将壳聚糖沉淀，过滤，洗涤，干燥得虾壳壳聚糖，将虾壳壳聚糖溶解于3.5%的乙酸溶液中，得浓度为4%（m/v）的壳聚糖溶液，向溶液中加入十烷基三甲氧基硅烷后，于700rpm，50℃反应3h后，过滤，洗涤，干燥，粉碎即得天然纳米纤维素；（2）将纳米二氧化硅分散于40%（v/v）乙醇-水分散液中，向溶液中加入二氧化硅质量0.15倍的3-（三乙氧基甲硅烷基）丙基甲基丙烯酸酯，45℃反应3h后，过滤，洗涤，干燥，得修饰的纳米二氧化硅，将修饰的纳米二氧化硅分散于甲苯溶液中得浓度为4%（m/v）纳米二氧化硅分散液，向分散液中加入纳米二氧化硅质量0.15倍的丙烯酸和相同质量的聚丙烯，55℃、600rpm条件下反应3h，过滤，洗涤，干燥得改性聚丙烯；（3）将低密度聚乙烯基质融化后，冷却至110-130℃后加入疏水改性的壳聚糖纳米纤维素、聚丙烯/纳米二氧化硅复合物、纳米二氧化硅、纳米氧化锌、虾青素、丙烯酸，在真空脱泡机进行脱气2小时，充分混合均匀，得成膜液，将成膜液在玻璃板上流延后静置，使膜液冷却至室温成膜，即得天然纳米纤维改性的耐高温PE。【实施例2】一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜，其特征在于由以下质量配比的成分组成：疏水改性的壳聚糖纳米纤维素13份、聚丙烯/纳米二氧化硅复合物12份、纳米二氧化硅1份、纳米氧化锌2份、虾青素3份、低密度聚乙烯基质66份、丙烯酸3份；一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜的制备方法，包括以下步骤：（1）将废弃的虾壳洗净，干燥，粉碎，脱色后干燥得虾壳粉末，将虾壳粉末在6000rpm搅拌速度下溶解于1.5mol/L尿素-2mol/LNaOH混合溶液中，将溶液在95℃条件下蒸煮3小时，加入10倍体积的0.1mol/L盐酸溶液，将壳聚糖沉淀，过滤，洗涤，干燥得虾壳壳聚糖，将虾壳壳聚糖溶解于3%的乙酸溶液中，得浓度为4%（m/v）的壳聚糖溶液，向溶液中加入十二烷基三甲氧基硅烷后，于700rpm，45℃反应4h后，过滤，洗涤，干燥，粉碎即得天然纳米纤维素；（2）将纳米二氧化硅分散于35%（v/v）乙醇-水分散液中，向溶液中加入二氧化硅质量0.12倍的3-（三乙氧基甲硅烷基）丙基甲基丙烯酸酯，50℃反应3h后，过滤，洗涤，干燥，得修饰的纳米二氧化硅，将修饰的纳米二氧化硅分散于甲苯溶液中得浓度为4.5%（m/v）纳米二氧化硅分散液，向分散液中加入纳米二氧化硅质量0.1-0.2倍的丙烯酸和相同质量的聚丙烯，于55℃、600rpm条件下反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜，其特征在于由以下质量配比的成分组成：改性的天然纳米纤维素 10‑15份改性聚丙烯 10‑15份纳米无机颗粒 3‑6份天然抗氧化剂 1‑3份低密度聚乙烯基质 60‑75份丙烯酸 2‑5份。
【技术特征摘要】
1.一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜，其特征在于由以下质量配比的成分组成：改性的天然纳米纤维素10-15份改性聚丙烯10-15份纳米无机颗粒3-6份天然抗氧化剂1-3份低密度聚乙烯基质60-75份丙烯酸2-5份。2.根据权利要求1所述的一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜，其特征在于所述的天然纳米纤维素为疏水改性的壳聚糖纳米纤维素。3.根据权利要求1所述的一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜，其特征在于所述的改性聚丙烯为聚丙烯/纳米二氧化硅复合物。4.根据权利要求1所述的一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜，其特征在于所述的纳米无机颗粒为纳米二氧化硅与纳米氧化锌按1：0.5-1质量比混合形成的复合无机纳米颗粒。5.根据权利要求1所述的一种天然纳米纤维改性的耐高温PE膜，其特征在于所述的天然抗氧化剂为虾青素。6.根据权利要求1-5所述的耐高温PE膜，其制备方法包括以下步骤：（1）将废弃的虾壳洗净，干燥，粉碎，脱色后干燥得虾壳粉末，将虾壳粉末在5000-8000rpm搅拌速度下溶解于1-2mol/L尿素-1-3mol/LNaOH混合溶液中，将溶液在80-100℃条件下蒸煮2-4小时，加入10倍体积的0.1-0.2mol/L盐酸溶液，将壳聚糖沉淀，过滤，洗涤，干燥得虾壳壳聚糖，将虾壳壳聚糖...
【专利技术属性】
技术研发人员：李光宽，
申请(专利权)人：李光宽，
类型：发明
国别省市：福建,35
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