一种纳米硅气凝胶包装复合膜及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米硅气凝胶包装复合膜及制备方法，包括制备壳聚糖溶液、制备膜液以及制备纳米硅气凝胶包装复合膜3个步骤，本发明专利技术以壳聚糖、纳米硅气凝胶、茶多酚为主要原料，并添加甘油增塑剂，使制备的薄膜不仅具有较强的力学性能、阻隔性能和良好的光学性能，而且还具有一定的抗氧化和抗菌作用，有效的解决了超声波影响复合膜性能的技术问题，适当的超声波的处理会使复合膜的性能进一步提高，超声波产生强烈的热、机械、超混合和空化效应，使介质中原有的氢键和疏水键断裂，导致了更多反应中心的形成和暴露，加速了化学反应的速度，使大分子之间重新结合形成各种非极性键，从而在一定程度上进一步提高了薄膜的理化性能。在一定程度上进一步提高了薄膜的理化性能。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米硅气凝胶包装复合膜及制备方法


[0001]本专利技术涉及食品包装膜
，具体涉及一种纳米硅气凝胶包装复合膜及制备方法。

技术介绍

[0002]气凝胶通常是指以纳米量级超微颗粒相互聚集构成纳米多孔网络结构，并在网络孔隙中充满气态分散介质的轻质纳米固态材料，最常见的气凝胶为二氧化硅气凝胶，特殊的结构使其具有高孔隙率(80
‑
99.8％)、高比表面积(200
‑
1000m2/g)、低密度(3kg/m3)和低导热系数(0.012W/(m
·
k))，正是由于这些特点使纳米硅气凝胶材料在各方面有很广阔的应用潜力。
[0003]壳聚糖是一种白色或灰白色半透明的片状或粉状固体，无味、无臭、无毒性、略带珍珠光泽，壳聚糖在弱酸溶剂中易于溶解，溶解后的溶液中含有氨基，这些氨基通过结合负电子来抑制细菌，从而使壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性，使其在医药、纺织和食品等领域有着广泛的应用。
[0004]专利文献CN110294867A公开了一种纳米硅气凝胶新型包装复合膜及其制备方法，其中由如下重量份的原料所制而成：纳米硅气凝胶0.5～1.5份、冰乙酸10～15份、蒸馏水990～1000份、甘油15～20份、氯化钙30～40份、豆渣膳食纤维10～18份、壳聚糖10～20份，制备方法包括如下步骤：1)纳米硅气凝胶溶液的制备、2)纳米硅气凝胶悬浊液的制备、3)壳聚糖
‑
纳米硅气凝胶复合胶体溶液的制备、4)纳米硅气凝胶复合膜溶液的制备、5)纳米硅气凝胶复合膜的制备，本专利技术制得的复合膜性能好，安全可靠，但该专利没有解决纳米硅气凝胶容易发生团聚，进而影响复合膜性能的技术问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种纳米硅气凝胶包装复合膜及制备方法，解决传统的复合膜性能不佳的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0007]一种纳米硅气凝胶包装复合膜的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)制备壳聚糖溶液：将壳聚糖加入到冰乙酸溶液中，搅拌均匀，即得到壳聚糖溶液；
[0009](2)制备膜液：在搅拌状态下，向步骤(1)得到的壳聚糖溶液中先加入纳米硅气凝胶，然后加入茶多酚，待茶多酚完全溶解后，再加入甘油，保持搅拌条件不变，继续搅拌50
‑
60min，即得到膜液；
[0010](3)制备纳米硅气凝胶包装复合膜：将步骤(2)制备的膜液进行超声波震荡和减压真空抽滤处理，然后将处理后的膜液进行涂布工艺，干燥，揭膜存放，即得到纳米硅气凝胶包装复合膜。
[0011]优选的，步骤(1)中，壳聚糖与冰乙酸溶液的质量比为1:40
‑
60，所述冰乙酸溶液的
质量分数为2
‑
5％。
[0012]优选的，步骤(1)中，搅拌温度为40
‑
60℃，搅拌时间为30
‑
40min，搅拌转速为400
‑
600r/min。
[0013]优选的，步骤(2)中，壳聚糖溶液、纳米硅气凝胶、茶多酚和甘油的质量比为100:0.1
‑
0.2:0.02
‑
0.1:1
‑
3。
[0014]优选的，步骤(2)中，搅拌温度为50
‑
60℃，搅拌转速为400
‑
600r/min。
[0015]优选的，步骤(3)中，超声波震荡条件为：超声波震荡频率为20
‑
40KHz，温度为10℃
‑
50℃，超声时间为15
‑
75min。
[0016]优选的，步骤(3)中，减压真空抽滤压力为
‑
0.09MPa。
[0017]优选的，步骤(3)中，干燥温度为50
‑
60℃，干燥时间为6
‑
8h。
[0018]本专利技术还提供由上述制备方法得到的纳米硅气凝胶包装复合膜。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0020](1)本专利技术提到的一种纳米硅气凝胶包装复合膜的制备方法，制备方法简便，成本低，不添加任何对人体有害的化学试剂，该复合膜达到了食品包装膜的要求。
[0021](2)本专利技术以壳聚糖、纳米硅气凝胶、茶多酚为主要原料，并添加甘油增塑剂，使制备的薄膜不仅具有较强的力学性能、阻隔性能和良好的光学性能，而且还具有一定的抗氧化和抗菌作用。
[0022](3)本专利技术有效的解决了超声波影响复合膜性能的技术问题，在超声波震荡频率为20
‑
40KHz，温度为10℃
‑
50℃以及超声时间为15
‑
75min，适当的超声波的处理会使复合膜的性能进一步提高，超声波产生强烈的热、机械、超混合和空化效应，使介质中原有的氢键和疏水键断裂，导致了更多反应中心的形成和暴露，加速了化学反应的速度，使大分子之间重新结合形成各种非极性键，从而在一定程度上进一步提高了薄膜的理化性能。
具体实施方式
[0023]以下通过具体较佳实施例对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术并不仅限于以下的实施例。
[0024]需要说明的是，无特殊说明外，本专利技术中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
[0025]实施例1
[0026]一种纳米硅气凝胶包装复合膜的制备方法，包括如下步骤：
[0027](1)制备壳聚糖溶液：将2g壳聚糖加入到100g，2wt％的冰乙酸溶液中，在40℃、400r/min的转速下搅拌30min，得到壳聚糖溶液；
[0028](2)制备膜液：在40℃、400r/min的转速下，向步骤(1)得到的100g壳聚糖溶液中先加入0.15g纳米硅气凝胶，然后加入0.05g茶多酚，待茶多酚完全溶解后，再加入1g甘油，保持搅拌条件不变，继续搅拌50min，即得到膜液；
[0029](3)制备纳米硅气凝胶包装复合膜：将90g步骤(2)制备的膜液在超声温度为30℃，超声时间30min，超声频率为20KHz的条件下进行超声处理，接着在
‑
0.09MPa的压力下进行减压真空抽滤来消除膜液中的气泡，抽滤过程中需及时增压以防止泡沫倒吸，再将膜液以流延法均匀涂布在15cm
×
25cm玻璃基材上，在55℃下干燥6h，然后揭膜存放于阴凉干燥处，即得到纳米硅气凝胶包装复合膜。
[0030]实施例2
[0031]一种纳米硅气凝胶包装复合膜的制备方法，包括如下步骤：
[0032](1)制备壳聚糖溶液：将2g壳聚糖加入到100g，2wt％的冰乙酸溶液中，在40℃、400r/min的转速下搅拌30min，得到壳聚糖溶液；
[0033](2)制备膜液：在40℃、400r/min的转速下，向步骤(1)得到的100g壳聚糖溶液中先加入0.15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米硅气凝胶包装复合膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)制备壳聚糖溶液：将壳聚糖加入到冰乙酸溶液中，搅拌均匀，即得到壳聚糖溶液；(2)制备膜液：在搅拌状态下，向步骤(1)得到的壳聚糖溶液中先加入纳米硅气凝胶，然后加入茶多酚，待茶多酚完全溶解后，再加入甘油，保持搅拌条件不变，继续搅拌50
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60min，即得到膜液；(3)制备纳米硅气凝胶包装复合膜：将步骤(2)制备的膜液进行超声波震荡和减压真空抽滤处理，然后将处理后的膜液进行涂布工艺，干燥，揭膜存放，即得到纳米硅气凝胶包装复合膜。2.根据权利要求1所述的纳米硅气凝胶包装复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，壳聚糖与冰乙酸溶液的质量比为1:40
‑
60，所述冰乙酸溶液的质量分数为2
‑
5％。3.根据权利要求1所述的纳米硅气凝胶包装复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，搅拌温度为40
‑
60℃，搅拌时间为30
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40min，搅拌转速为400
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600r/min。4.根据权利要求1所述的纳米硅气凝胶包装复合膜的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，壳聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：林德荣，李阳，唐静，辜佳莉，秦文，张清，陈洪，刘书香，颜静，李素清，刘耀文，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：