一种可生物降解的淀粉基微波炉用保鲜膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种保鲜膜，所述保鲜膜包括聚乳酸10‑50份、聚己二酸‑对苯二甲酸丁二酯10‑20份、聚丁二酸丁二醇酯0‑20份、淀粉接枝聚合物50‑150份、交联剂5‑30份、分散剂0‑30份，所述淀粉接枝聚合物中含有质量分数为1‑15％的硅氮烷化合物，所述硅氮烷化合物包括硅氮烷单体和/或硅氮烷聚合物。所述保鲜膜制备原料中不含增塑剂，可用于高脂类食品的包装，且耐热性好，可用于微波炉加热，另外，所述保鲜膜可生物降解，造成的环境污染小。

A biodegradable starch based film for microwave oven and its preparation

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解的淀粉基微波炉用保鲜膜及其制备方法
本专利技术属于淀粉基材料
，具体涉及一种可生物降解的微波炉用保鲜膜及其制备方法。
技术介绍
淀粉作为一种天然高分子材料，是细胞中碳水化合物最普遍的储藏形式，它广泛分布于植物界，存在于玉米、土豆、地瓜、水稻、小麦等，来源广泛、价格低廉，且淀粉能完全生物降解，降解后产物为水和二氧化碳，是一种环境友好型高分子材料。目前，淀粉主要应用于食品、造纸及医药等行业，但随着科技的进步及人们对可降解高分子材料的需求，近年来，淀粉作为一种绿色环保的天然高分子材料已经受到国内外可降解塑料科研工作者的广泛关注。另外，在我国陈化粮储量大，2013-2014年度我国仅玉米库存即达到1.06亿吨，年末库存消费比高达59.73％，远高于联合国粮农组织规定的17％的粮食安全标准。陈化粮中的剧毒物质黄曲霉霉素含量一般都严重超标，人畜食用后极易中毒，目前陈化粮的处理方式仅是销毁，造成了严重浪费，因此，淀粉的应用和研究具有深远意义。天然淀粉具有多羟基结构，其分子间作用力大，存在微晶结构，难以熔融塑化，且亲水性强、与大部分塑料相容性差，这些缺点限制了它在生产生活中的应用。为了拓展淀粉在生活中的应用范围，需要充分地利用淀粉的物理化学性能对其进行改性，目前主要通过物理、化学、生物改性法及复合改性等方法制备改性淀粉，化学方法是最主要、应用最广泛的改性淀粉的方法之一。化学改性方法是指用各种化学试剂处理天然淀粉得到改性淀粉的手段。根据改性前后淀粉分子量的变化可以分为两种：一种是氧化、酸解等改性后淀粉分子量出现下降的改性方法，另一种是交联、酯化、醚化和接枝等使淀粉分子量增加的方法。淀粉的接枝共聚物是一种新型高分子材料，其研究在淀粉的转化技术中具有独特的意义。接枝共聚是指淀粉通过一定方法引发与烯烃类单体发生接枝共聚反应，如苯乙烯、丙烯酰胺等。淀粉接枝共聚物既有淀粉分子间的作用力，又具备接枝聚合物的机械性能。因此，在吸水材料、生物可降解塑料等方面具有良好的价值，淀粉接枝聚合物由于毒性小，在食品包装领域有更广阔的用途。随着生活水平的提高，人们对食物安全卫生越来越重视，日常生活中，人们多采用保鲜膜或保鲜袋对食物进行保鲜，随着微波炉的普及，人们使用保鲜膜对食物塑封再用微波炉加热的现象越来越普遍。但是，由于生产工艺需要，一些保鲜膜在制作过程中会加入大量增塑剂，也就是常说的塑化剂，增塑剂不溶于凉水，但在摄氏60度以上，或是在油脂中就会溶析出来。最新权威检测显示，北上广市场上常见的16个品牌PVC保鲜膜，15个都含有国家禁用的塑化剂DEHA，这种塑化剂常温下即可从保鲜膜渗入到包装的高脂肪含量食物中，对人体内分泌系统造成较大危害。因此，用于微波炉加热的保鲜膜有必要对其制备成分和耐热性进行进一步的改善。目前市场上的保鲜膜大体分为两类，一类是普通保鲜膜，适用于冰箱保鲜；一类是微波炉保鲜膜，既可用于冰箱保鲜，也可用于微波炉。普通保鲜膜需要有适度的透氧性和透湿度，调节被保鲜品周围的氧气和水分的含量，阻隔灰尘，从而延长食品的保鲜期；用于微波炉的保鲜膜在耐热性、无毒性等方面要远远优于普通保鲜膜。专利文献CN201410205371.3公开了一种可食用玉米淀粉保鲜膜，所述保鲜膜制备原料包括：玉米淀粉180-250份、大豆蛋白35-65份、甘油8-14份、淀粉酶3-6份、分散剂0.5-3.5份；所述保鲜膜的制备方法包括：淀粉糊化；酶解；制膜。所述保鲜膜制备原料看似都是可食用材料，且制备方法简单，但是按照所述方法制备的保鲜膜力学性能极差，影响正常使用。专利文献CN201710740388.2公开了一种淀粉/PVA复合抗菌保鲜膜及其制备方法，所述保鲜膜是以淀粉、阳离子淀粉、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯构成骨架结构，加入交联剂、增塑剂、消泡剂、成膜助剂组成。所述保鲜膜抗菌性较好，但是耐热性较差，不适用于微波炉加热，而且含有增塑剂，不能用于包装食品等高脂类物品，大大限制保鲜膜的应用范围。专利文献CN201410749865.8公开了一种适用于微波炉的保鲜膜，所述保险膜制备原料包括苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、过氧化二碳酸二苯氧化酯、羧甲基纤维素钠、玻璃纤维增强聚癸二酸癸胺、固化剂和催化剂。所述保鲜膜的有益效果是不含容易析出的有毒物质，不会对人体造成伤害，但是上述材料制备的保鲜膜延展性差，而且不符合保鲜膜粘性的要求。在此背景下，为了改善现有技术的缺陷，本专利技术提供一种可生物降解的微波炉用保鲜膜，所述保鲜膜制备原料中不含增塑剂，可用于高脂类食品的包装，且耐热性好，可用于微波炉加热，另外，所述保鲜膜可生物降解，造成的环境污染小。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可生物降解的微波炉用保鲜膜及其制备方法，本专利技术的另一个目的是提供一种耐热性淀粉接枝聚合物。第一方面，本专利技术提供一种保鲜膜，所述保鲜膜由如下质量份数的原料制备得到：淀粉接枝聚合物50-150份、聚乳酸10-50份、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯10-20份、聚丁二酸丁二醇酯0-20份、交联剂5-30份、分散剂0-30份，所述淀粉接枝聚合物中含有质量分数为1-15％的硅氮烷化合物，所述硅氮烷化合物包括硅氮烷单体和/或硅氮烷聚合物。优选的，所述淀粉接枝聚合物中硅氮烷化合物的质量分数为10-15％。所述硅氮烷化合物结构式如(Ⅰ)所示：其中，R选自-H、-CH3或-C2H5；R1、R2、R3、R4、R5、R6独立的选自-H、C1-3直链烷基、C2-4烯基或C2-6炔基。n为1-12之间的整数，当n＝1时，所述化合物为硅氮烷单体，当n＝2-12时，所述化合物为硅氮烷聚合物。优选的，所述硅氮烷单体中至少含有一个不饱和双键。优选的，所述硅氮烷聚合物中至少含有一个不饱和双键或不饱和三键。在本专利技术的优选实施方式中，所述硅氮烷为硅氮烷单体和/或硅氮烷二聚体，具体结构式为优选的，所述保鲜膜中淀粉接枝聚合物的含量与聚乳酸、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯和聚丁二酸丁二醇酯含量总和的比值为1-10:1，优选为2-5:1，更优选为2-4:1。在本专利技术中，所述淀粉接枝聚合物包括如下质量份数的制备原料：不饱和改性淀粉100份、接枝单体60-120份、硅氮烷化合物16-45份、引发剂0.1-5份。所述的接枝单体包括：丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯中的一种或两种以上的组合。所述引发剂选自过硫酸铵、过硫酸钾中的一种或两种以上的组合。所述不饱和改性淀粉为天然淀粉与改性剂酯化反应形成的改性淀粉，所述不饱和改性淀粉包括如下质量份数的制备原料：天然淀粉100份、改性剂10-40份、催化剂5-10份，所述改性剂为含双键的酸、酰氯或异氰酸酯。优选的，所述改性剂选自丙烯酸、丙烯酰氯、甲基丙烯酸异氰基乙酯中的一种或两种以上的组合。所述催化剂为吡啶、乙二胺、三乙胺中的一种或两种以上的组合。所述天然淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、豆类淀粉中的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保鲜膜，所述保鲜膜由如下质量份数的原料制备得到：淀粉接枝聚合物50-150份、聚乳酸10-50份、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯10-20份、聚丁二酸丁二醇酯0-20份、交联剂5-30份、分散剂0-30份，所述淀粉接枝聚合物中含有质量分数为1-15％的硅氮烷化合物，所述硅氮烷化合物包括硅氮烷单体和/或硅氮烷聚合物，/n所述硅氮烷化合物结构式如(Ⅰ)所示：

【技术特征摘要】
1.一种保鲜膜，所述保鲜膜由如下质量份数的原料制备得到：淀粉接枝聚合物50-150份、聚乳酸10-50份、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯10-20份、聚丁二酸丁二醇酯0-20份、交联剂5-30份、分散剂0-30份，所述淀粉接枝聚合物中含有质量分数为1-15％的硅氮烷化合物，所述硅氮烷化合物包括硅氮烷单体和/或硅氮烷聚合物，
所述硅氮烷化合物结构式如(Ⅰ)所示：
其中，R选自-H、-CH3或-C2H5；R1、R2、R3、R4、R5、R6独立的选自-H、C1-3直链烷基、C2-4烯基或C2-6炔基；
n为1-12之间的整数，当n＝1时，所述化合物为硅氮烷单体，当n＝2-12时，所述化合物为硅氮烷聚合物。


2.根据权利要求1所述的保鲜膜，其特征在于，所述保鲜膜中淀粉接枝聚合物的含量与聚乳酸、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯和聚丁二酸丁二醇酯含量总和的比值为1-10:1，所述硅氮烷单体中至少含有一个不饱和双键；所述硅氮烷聚合物中至少含有一个不饱和双键或不饱和三键。


3.根据权利要求2所述的保鲜膜，其特征在于，所述保鲜膜中淀粉接枝聚合物的含量与聚乳酸、聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯和聚丁二酸丁二醇酯含量总和的比值为2-5:1，所述硅氮烷为硅氮烷单体和/或硅氮烷二聚体，具体结构式为


4.根据权利要求1所述的保鲜膜，其特征在于，所述淀粉接枝聚合物由如下质量份数的原料制备得到：不饱和改性淀粉100份、接枝单体60-120份、硅氮烷化合物16-45份、引发剂0.1-5份，所述淀粉接枝聚合物中硅氮烷化合物的质量分数为10-15％，所述的接枝单体包括：丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯中的一种或两种以上的组合。


5.根据权利要求4所述的保鲜膜，其特征在于，所述不饱和改性淀粉为天然淀粉与改性剂酯化反应形成的改性淀粉，所述不饱和改性淀粉包括如下质量份数的制备原料：天然淀粉100份、改性剂10-40份、催化剂5-10份，所述改性剂为含双键的酸、酰氯或异氰酸酯。


6.根据权利要求5所述的保鲜膜，其特征在于，所述改性剂选自丙烯酸、丙烯酰氯、甲基丙烯酸异氰基乙酯中的一种或两种以上的组合，所述催化剂为吡啶、乙二胺、三乙胺中的一种或两种以上的组合。


7.一种权利要求1-6任一所述的保鲜膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)不饱和改性淀粉的制备：向天然淀粉中加入溶剂制成淀粉悬浮液，向悬浮液中加...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁守汶，李高峰，
申请(专利权)人：山东斯达克生物降解科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37