一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于高分子复合材料技术领域，涉及一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料及其制备方法。本发明专利技术复合材料是以热塑性淀粉为基料，以茶多酚、棒状氧化锌纳米粒子为填料。本发明专利技术还提供了上述复合材料的制备方法，制备得到的热塑性淀粉基纳米复合材料具有优异的紫外线屏蔽性能、高能短波蓝光阻隔性能、水汽阻隔性能、力学性能、DPPH自由基清除活性(即抗氧化活性)以及低的吸湿性，此外，该复合膜制备工艺简单环保，成本低廉，适于放大生产，在包装、紫外线防护等领域具有很好的应用前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子复合材料
，具体涉及一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]生物可降解塑料是以天然高分子为原料，现已成为国际上竞相研究和开发的热点领域。在众多的天然高分子材料中，淀粉因其来源广、可再生、可食用、价格低、且可降解等特点，已成为最具有发展潜力的的可降解材料之一。为了使淀粉具有类似石油基聚合物的可塑性，通常将淀粉与增塑剂混合，使淀粉大分子由结晶结构转变为无定型态，从而得到热塑性淀粉。但是，热塑性淀粉中含有大量羟基，以此为原料制备的可生物降解膜材料的力学性能、水汽阻隔性能、紫外线屏蔽性能、高能短波蓝光阻隔性能、自由基清除活性(即抗氧化活性)往往不能满足更高的包装使用要求，影响食品、药品的长期保存。因此，改善热塑性淀粉基材料的力学性能、水汽阻隔性能、紫外线屏蔽性能、高能短波蓝光阻隔性能、自由基清除活性(即抗氧化活性)，对于其应用领域的拓宽具有重要的现实意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，以热塑性淀粉为基料、茶多酚和棒状氧化锌纳米粒子为填料，提供一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料及其制备方法，该复合材料具有优异的力学性能、水汽阻隔性、紫外线屏蔽性能、高能短波蓝光阻隔性能、DPPH自由基清除活性(即抗氧化活性)以及低的吸湿性，此外，该复合膜制备工艺简单环保，成本低廉，适于放大生产。
[0004]本专利技术的技术方案：<br/>[0005]一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：淀粉100份，增塑剂30份，茶多酚6份，棒状氧化锌纳米粒子1～7份；
[0006]所述的淀粉为玉米淀粉；所述的增塑剂为甘油；
[0007]所述棒状氧化锌纳米粒子的直径为50nm，长度为100～200nm。
[0008]所述棒状氧化锌纳米粒子的制备方法包括以下步骤：
[0009]将二水合乙酸锌溶解于1,2
‑
丙二醇中，然后加入去离子水，搅拌混合均匀；将乙酸钠，加入到上述溶液中，搅拌均匀后升温至150℃，回流1h；然后离心分离、干燥，得到棒状氧化锌纳米粒子；
[0010]所述去离子水、二水合乙酸锌、乙酸钠、1,2
‑
丙二醇的质量比为3.15:5.48:6.15:86.3。
[0011]一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0012](1)将100份淀粉与30份增塑剂加入到1200份去离子水中，先在室温下搅拌30分
钟，再在85℃下搅拌溶解，得到淀粉溶液，备用；
[0013](2)将6份茶多酚分散于800份去离子水中，搅拌1h，得到茶多酚溶液，备用；
[0014](3)将1～7份棒状氧化锌纳米粒子分散于800份去离子水中，搅拌1h，得到均匀的分散液，备用；
[0015](4)将步骤(2)所得的茶多酚溶液与步骤(3)所得的棒状氧化锌纳米粒子分散液加入到步骤(1)所得的淀粉溶液中，并在85℃下搅拌1h，得到均匀的成膜液，将成膜液浇注到有机玻璃皿上，在50℃的真空烘箱中干燥24h，即得到具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果：
[0017]本专利技术所制备得到的热塑性淀粉基纳米复合材料具有优异的力学性能、水汽阻隔性、紫外线屏蔽性能、高能短波蓝光阻隔性能、DPPH自由基清除活性(即抗氧化活性)以及低的吸湿性，此外，该复合膜制备工艺简单环保，成本低廉，适于放大生产。
具体实施方式
[0018]为了更好地解释本专利技术，下面结合具体实施例对本专利技术进一步详细解释，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0019]在下述具体实施例和对比例配方、制备方法中，所述淀粉均为玉米淀粉(CAS号:9005
‑
25
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8)，购自于阿拉丁生化科技股份有限公司；茶多酚是洛阳天洛生物科技有限公司提供的分析纯级试剂；乙醇采用的是由富宇精细化工有限公司提供的分析纯级试剂；二水合乙酸锌、无水乙酸钠、丙三醇(甘油)是由西陇化工股份有限公司提供的分析纯级试剂；1,2
‑
丙二醇采用的是阿拉丁生化公司提供的分析纯级试剂。
[0020]在下述具体实施例和对比例配方、制备方法中，所述棒状氧化锌纳米粒子为自制纳米粒子(平均直径为50nm，平均长度为100～200nm)，制备方法包括以下步骤：
[0021]将二水合乙酸锌溶解于1,2
‑
丙二醇中，然后加入去离子水，搅拌混合均匀；将乙酸钠，加入到上述溶液中，搅拌均匀后升温至150℃，回流1h；然后离心分离、干燥，得到棒状氧化锌纳米粒子；
[0022]所述去离子水、二水合乙酸锌、乙酸钠、1,2
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丙二醇的质量比为3.15:5.48:6.15:86.3。
[0023]实施例1
[0024]一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：淀粉100份，甘油30份，茶多酚6份，棒状氧化锌纳米粒子1份。
[0025]制备方法，包括如下步骤：
[0026](1)将100份淀粉与30份甘油加入到1200份去离子水中，先在室温下搅拌30分钟，再在85℃下搅拌溶解，得到淀粉溶液，备用；
[0027](2)将6份茶多酚分散于800份去离子水中，搅拌1h，得到茶多酚溶液，备用；
[0028](3)将1份棒状氧化锌纳米粒子分散于800份去离子水中，搅拌1h，得到均匀的分散液，备用；
[0029](4)将步骤(2)所得的茶多酚溶液与步骤(3)所得的棒状氧化锌纳米粒子分散液加入到步骤(1)所得的淀粉溶液中，并在85℃下搅拌1h，得到均匀的成膜液，将成膜液浇注到
有机玻璃皿上，在50℃的真空烘箱中干燥24h，即得到具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料。
[0030]实施例2
[0031]一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：淀粉100份，甘油30份，茶多酚6份，棒状氧化锌纳米粒子3份。
[0032]制备方法，包括如下步骤：
[0033](1)将100份淀粉与30份甘油加入到1200份去离子水中，先在室温下搅拌30分钟，再在85℃下搅拌溶解，得到淀粉溶液，备用；
[0034](2)将6份茶多酚分散于800份去离子水中，搅拌1h，得到茶多酚溶液，备用；
[0035](3)将3份棒状氧化锌纳米粒子分散于800份去离子水中，搅拌1h，得到均匀的分散液，备用；
[0036](4)将步骤(2)所得的茶多酚溶液与步骤(3)所得的棒状氧化锌纳米粒子分散液加入到步骤(1)所得的淀粉溶液中，并在85℃下搅拌1h，得到均匀的成膜液，将成膜液浇注到有机玻璃皿上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：淀粉100份，增塑剂30份，茶多酚6份，棒状氧化锌纳米粒子1～7份；所述的淀粉为玉米淀粉；所述的增塑剂为甘油；所述棒状氧化锌纳米粒子的直径为50nm，长度为100～200nm。2.根据权利要求1所述的一种具有优异阻隔性能的热塑性淀粉基纳米复合材料，其特征在于，所述棒状氧化锌纳米粒子的制备方法包括以下步骤：将二水合乙酸锌溶解于1,2
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丙二醇中，然后加入去离子水，搅拌混合均匀；将乙酸钠，加入到上述溶液中，搅拌均匀后升温至150℃，回流1h；然后离心分离、干燥，得到棒状氧化锌纳米粒子；所述去离子水、二水合乙酸锌、乙酸钠、1,2
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丙二醇的质量比为3.15:5.48:6.15:86...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹志明，余劲灵，胡文凯，黎惠敏，李和平，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：