一种可降解的PLA/PIM-1气调膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种可降解的PLA/PIM

【技术实现步骤摘要】
一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于生物降解膜和气体调节膜
，具体涉及一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]目前，用于水果蔬菜产品的包装膜种类繁多，比如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等。然而，这些包装膜在自然界中不易为各种环境因素的作用而迅速降解，以至于出现了废弃塑料对环境的严重危害，即所谓白色污染，严重污染环境。同时，这些包装膜缺乏气体调节性能，不利于果蔬贮藏保鲜，限制了其在果蔬保鲜领域的应用与发展。因此，研发既有气调保鲜功能、又能够自然降解的包装膜极为迫切。
[0003]随着科学技术的高速发展，生物降解材料走入大家视野，生物降解材料可以在短时间内被微生物侵蚀消化分解为二氧化碳、水、其他生物质和无机质，为环境低负荷材料。聚乳酸，简称PLA，是一类的生物基及可再生生物降解材料，使用后能被自然界中的微生物在特定条件下完全降解，最终生成二氧化碳和水，对环境没有任何污染，具有可持续发展性。同时，聚乳酸制备所需的原材料为乳酸，乳酸来源广泛，主要由玉米、甘蔗、甜菜、秸秆等含有淀粉和纤维素的物质发酵得到，因而聚乳酸制备简单且产量巨大。聚乳酸作为一种环境友好材料，从长远看，它可以从根本上解决塑料污染所带来的生态问题。
[0004]目前，针对可降解材料的研究较多。如专利CN202011587595.7公开了一种以聚乙烯底料和脂肪族聚酯降解料为主要原料，经挤出、吹膜、流延等操作制备而成的膜材料；专利CN201911416093.5公开了一种可降解聚乳酸
‑
羟基乙酸材料的制备方法，该材料通过光催化剂控制膜材料的降解速度，且在海水中降解效果显著。以上专利均为调控降解材料的降解速度方面的专利技术，而针对可降解材料为主要原料的膜气调性能研究较少。专利CN202011098846.5公开了一种可降解气调的农产品包装袋，该专利以聚乙烯醇、二氧化硅、甘油以及碳酸钙为原料，制备了一种O2/CO2透过性、透湿性具佳的包装袋，并且可在露天条件下降解。而以聚乳酸为原材料的气调包装膜的制备方法还比较少见。因此，研究以聚乳酸为原料的可降解的气调包装膜的制备方法具有广阔的应用前景与市场。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的在于提供一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜的制备方法。以PLA作为主要原料制备薄膜，制得的薄膜不仅具有优异的可降解性能，而且气调性良好，能够应用于果蔬气调保藏中。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述方法制得的一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜。
[0007]本专利技术的再一目的在于提供上述一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜的应用。
[0008]本专利技术目的通过以下技术方案实现：
[0009]一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将5,5
’
,6,6
’‑
四羟基
‑
3,3,3
’
,3
’‑
四甲基
‑
1,1
’‑
螺旋双茚满(TTSBI)、2,3,5,
6
‑
四氟对苯二腈(TFTPN)、催化剂和溶剂混合均匀，在惰性气体或氮气保护下反应，抽滤、洗涤、干燥，得到PIM
‑
1；
[0011](2)将聚乳酸(PLA)和PIM
‑
1溶于溶剂中，混合均匀得到均质铸膜液，制膜，得到可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜。
[0012]优选的，步骤(1)所述5,5
’
,6,6
’‑
四羟基
‑
3,3,3
’
,3
’‑
四甲基
‑
1,1
’‑
螺旋双茚满(TTSBI)、2,3,5,6
‑
四氟对苯二腈(TFTPN)和催化剂的摩尔比为(1～2)：(1～2)：(2～4)；更优选为1:1:2。
[0013]优选的，步骤(1)所述催化剂为无水K2CO3。
[0014]优选的，步骤(1)所述5,5
’
,6,6
’‑
四羟基
‑
3,3,3
’
,3
’‑
四甲基
‑
1,1
’‑
螺旋双茚满与溶剂的比例为(1～2)g：(40～200)mL。
[0015]优选的，步骤(1)所述溶剂为N
‑
N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)。
[0016]优选的，步骤(1)所述反应的合适温度范围为50～80℃，时间为12～48h。
[0017]优选的，步骤(1)所述5,5
’
,6,6
’‑
四羟基
‑
3,3,3
’
,3
’‑
四甲基
‑
1,1
’‑
螺旋双茚满(TTSBI)使用前需重结晶和干燥处理，2,3,5,6
‑
四氟对苯二腈(TFTPN)使用前需升华提纯处理。
[0018]优选的，步骤(1)所述抽滤、洗涤、干燥的具体步骤为：反应结束后，往产物混合液中加入浓度为0.1～0.5wt％的HCl溶液，搅拌以去除多余的催化剂，再分别用甲醇和去离子水清洗产物直至清洗液呈中性，抽滤得到产物，最后经80～140℃真空干燥24h以上，获得PIM
‑
1粉末。
[0019]更优选的，所述产物混合液与HCl溶液的体积比为(40～200)：(3～5)。
[0020]优选的，步骤(2)所述聚乳酸(PLA)和PIM
‑
1的质量比为(4～20)：(0.1～2)。
[0021]优选的，步骤(2)所述均质铸膜液中，聚乳酸的质量占4～20％。
[0022]优选的，步骤(2)所述溶剂为二氯甲烷。
[0023]优选的，步骤(2)所述制膜的方法为平板成膜法制膜，并干燥成膜，所述干燥成膜的温度为30～50℃，干燥10～60min。
[0024]优选的，步骤(2)所述可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜的厚度为30～80μm。
[0025]上述方法制得的一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜。
[0026]上述一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜在果蔬储存保鲜领域中的应用。
[0027]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：
[0028](1)本专利技术制备的膜材料主要原料为聚乳酸，具有可降解性能，且来源广泛，成本较低。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将5,5
’
,6,6
’‑
四羟基
‑
3,3,3
’
,3
’‑
四甲基
‑
1,1
’‑
螺旋双茚满、2,3,5,6
‑
四氟对苯二腈、催化剂和溶剂混合均匀，在惰性气体或氮气气氛中，50～80℃反应12～48h，抽滤、洗涤、干燥，得到PIM
‑
1；(2)将聚乳酸和PIM
‑
1溶于溶剂中，混合均匀得到均质铸膜液，制膜，得到可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜。2.根据权利要求1所述一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述5,5
’
,6,6
’‑
四羟基
‑
3,3,3
’
,3
’‑
四甲基
‑
1,1
’‑
螺旋双茚满、2,3,5,6
‑
四氟对苯二腈和催化剂的摩尔比为(1～2)：(1～2)：(2～4)。3.根据权利要求1所述一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述聚乳酸和PIM
‑
1的质量比为(4～20)：(0.1～2)。4.根据权利要求1所述一种可降解的PLA/PIM
‑
1气调膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述催化剂为无水K2CO3。5.根据权利要求1所述一种可降解的PLA/PIM
...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖凯军，吴圆月，朱良，程祖鑫，银玉容，
申请(专利权)人：广东华凯明信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：