一种三明治型阻气透湿复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术一种三明治型阻气透湿复合膜及其制备方法和应用。该三明治型阻气透湿复合薄膜包括排湿层、阻气层和吸湿层，所述阻气层位于排湿层与吸湿层之间；所述排湿层为多孔薄膜，所述吸湿层具有贯通的双连续网络孔结构，所述网络孔结构由三维无规网络骨架构成，骨架上分布着纳米级的凸起，所述吸湿层包括至少两种聚合物。所述复合薄膜中具有高孔隙率微孔结构的吸湿层有助于提高膜的吸湿性，而疏水的多孔排湿层又有助于提高膜的排湿性，交联的阻气层对氧气具有很好的阻隔性，将三者复合在一起即可制得具有三明治结构的高透湿性、高阻氧性的用于果蔬保鲜的薄膜。于果蔬保鲜的薄膜。于果蔬保鲜的薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种三明治型阻气透湿复合膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及功能薄膜领域，具体地说，是涉及一种三明治型阻气透湿复合膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水果和蔬菜是人类重要的食品，是人们取得基本营养物(维生素、矿物质、复合碳水化合物等)的主要来源。随着人们生活水平的日益提高，对新鲜水果和蔬菜的保鲜度要求越来越高。果蔬在收获之后仍能继续进行呼吸和蒸腾等生命活动，在存储过程中会发生水分散失和营养物质的消耗。温度每升高10℃，果蔬呼吸强度就增加一倍。家庭果蔬保鲜方法是将果蔬放置在冰箱中冷藏，减缓果蔬呼吸。在果蔬中，水分是重要成分，影响着水果和蔬菜嫩度、鲜度和味道。周围湿度过低会导致果蔬水分丧失和失重，但湿度过高会使得果蔬表面水分凝结，使真菌生长，加速水果和蔬菜腐烂和变质。因此控制新鲜果蔬储存湿度是非常重要的，将有利于延长果蔬的保鲜时间。使用高透湿性保鲜隔膜，有利于延长果蔬的保鲜时间。
[0003]CN105986511A公开了在干湿强度较高的原纸上施涂亲水保水及成膜性好的天然高分子聚合物的技术，但成本比较高。
[0004]CN104029449A公开了一种大透湿量涂层膜，基础层为膨体聚四氟乙烯膜层，涂层为含有汉麻杆芯超细微粉的聚氨基甲酸酯乳液共聚涂层，该膜用于汽车车灯壳体。
[0005]CN103507339A公开了一种感湿透湿膜，该膜将再生纤维素保持在无纺布的基材中。
[0006]CN103107301A公开了一种无机涂层锂离子电池隔膜，包含多层结构，分别为多孔柔性底膜和涂覆于底膜两侧的涂层，涂层包含聚乙烯醇和沸石粒子，该涂层的辅助成分并没有金属盐成分。
[0007]CN1864829A公开了一种亲水-憎水双极复合膜及其制备方法，该膜具有双层结构，底层为多孔支撑层，上层为含氯化锂的亲水膜，该膜具有高透湿和对其它气体分子强阻挡作用。
[0008]WO2013066012A1公开了一种含有无机粒子的多孔膜和包含亲水和疏水物质聚合物粘结层，该膜用于提高锂电池隔膜的热稳定性。
[0009]WO2012133805A1公开了一种透湿膜，其多孔基材优选聚四氟乙烯，价格贵，且该膜的高透湿性能不佳。
[0010]US20030054155A1公开了一种防水透湿复合膜，疏水层为聚四氟乙烯，亲水层为聚氨酯，该膜具有高透湿性。
[0011]以上专利技术专利均是利用在基材上构建亲水吸湿层来提高复合膜的透湿性。本专利技术提出了一种三明治结构的阻气透湿膜：以疏水的多孔膜作为排湿层，致密的高分子交联薄膜作为阻气层，具有高孔隙率和微孔道结构的薄膜作为吸湿层。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高透湿、高阻气的三明治型复合膜。本专利技术进一步提供所述该复合膜的制备方法，该方法工艺简单、成本低。因此，本专利技术提供的复合膜具有高透湿性、高阻氧性，特别适合应用于蔬菜水果的保鲜包装。
[0013]本专利技术目的之一为提供一种三明治型阻气透湿复合膜，包括三层结构：排湿层、阻气层和吸湿层，所述阻气层位于排湿层与吸湿层之间；其中，
[0014]所述排湿层为多孔薄膜；
[0015]所述阻气层与排湿层的表面贴合；
[0016]所述吸湿层为多孔结构，与阻气层的表面贴合；所述吸湿层具有贯通的双连续网络孔结构，所述网络孔结构由三维无规网络骨架构成，骨架上分布着纳米级的凸起，所述吸湿层的材料包括至少两种聚合物。
[0017]以上所述三明治型阻气透湿复合膜中，所述排湿层的多孔薄膜可以为单层或两层复合结构，优选单层结构。所述排湿层多孔薄膜的材料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸二醇酯、聚己内酰胺中的至少一种。
[0018]根据本专利技术，所述聚乙烯优选为高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)中的至少一种；所述聚丙烯优选为均聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯、嵌段共聚聚丙烯和抗冲共聚聚丙烯中的至少一种。
[0019]本专利技术中，所述排湿层多孔薄膜的孔径优选为0.02～10微米，进一步优选为0.05～5微米，更优选为0.1～2微米；孔隙率为30％～80％，优选为40％～70％；孔径在平均孔径正负一个数量级范围内的孔占全部孔的50％以上，优选占全部孔的80％以上。
[0020]以上所述三明治型阻气透湿复合膜中，所述阻气层的材料为聚乙烯醇、壳聚糖、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的至少一种，优选为聚乙烯醇、壳聚糖、海藻酸钠中的至少一种。
[0021]以上所述三明治型阻气透湿复合膜中，所述吸湿层的孔隙率优选为50～90％，更优选为60～80％；
[0022]优选地，所述吸湿层的平均孔径为0.1～5μm，骨架上分布的凸起尺寸为20～400nm。
[0023]所述吸湿层由包括至少两种聚合物的聚合物混合物得到，其中聚合物至少包括聚合物1和聚合物2。优选地，所述吸湿层通过将所述聚合物的混合物进行雾化预处理结合非溶剂致相分离法而得到。
[0024]所述吸湿层的材料包括聚合物1和聚合物2，其中，所述聚合物1选自聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酮、聚丙烯腈、聚芳香醚、醋酸纤维素、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、丙烯腈-苯乙烯共聚物、以及它们改性后的聚合物中的至少一种，优选为聚丙烯腈、聚醚砜和聚砜中的至少一种；所述聚合物2选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种，优选为聚乙二醇和聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种。
[0025]所述吸湿层中聚合物1和聚合物2的重量比为1:(0.05～5)，优选为1：(0.3～2)。
[0026]根据本专利技术，所述排湿层、阻气层和吸湿层的厚度可根据需要确定，进一步地，所述排湿层的厚度为5～1000微米，优选为20～100微米；所述阻气层的厚度为0.1～50微米，
优选为0.5～10微米；所述吸湿层的厚度为5～30微米，优选为10～20微米。
[0027]本专利技术目的之二为提供一种三明治型阻气透湿复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0028](1)将阻气层材料溶于水中，加入交联剂，调节溶液pH为1～2，制得涂覆液A；
[0029](2)将所得涂覆液A涂覆在排湿层的表面，烘干得到含阻气层的双层复合膜；
[0030](3)将至少两种聚合物溶解于溶剂中配制聚合物溶液，制得涂覆液B，其中聚合物包括聚合物1和聚合物2；
[0031](4)将步骤(3)得到的涂覆液B附着于所述双层复合膜的阻气层表面，进行雾化预处理，其中雾化预处理为在雾化的液滴浴中停留一段时间；然后浸入凝固浴，得到所述透湿复合膜。
[0032]根据本专利技术三明治型阻气透湿复合膜的制备方法，步骤(1)中所述阻气层的高分子材料为聚乙烯醇、壳聚糖、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素以及羟乙基甲基纤维素中的一种或几种混合；
[0033]所述交联剂为甲醛、乙二醛、丙二醛、丁二醛、戊二醛中的一种或几种混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三明治型阻气透湿复合膜，所述复合膜包括三层结构：排湿层、阻气层和吸湿层，所述阻气层位于排湿层与吸湿层之间；所述排湿层为多孔薄膜，所述吸湿层具有贯通的双连续网络孔结构，所述网络孔结构由三维无规网络骨架构成，骨架上分布着纳米级的凸起，所述吸湿层的材料包括至少两种聚合物。2.根据权利要求1所述的三明治型阻气透湿复合膜，其特征在于：所述吸湿层的孔隙率为50～90％，优选为60～80％；所述吸湿层的平均孔径为0.1～5μm，骨架上分布的凸起尺寸为20～400nm。3.根据权利要求1所述的三明治型阻气透湿复合膜，其特征在于：所述排湿层的材料为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸二醇酯、聚己内酰胺中的至少一种；和/或，所述阻气层的材料为聚乙烯醇、壳聚糖、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素中的至少一种；和/或，所述吸湿层的材料包括聚合物1和聚合物2，其中所述聚合物1选自聚氯乙烯、聚砜、聚醚砜、磺化聚醚砜、聚醚醚酮、聚醚酮、聚丙烯腈、聚芳香醚、醋酸纤维素、聚偏氟乙烯、聚酰亚胺、丙烯腈-苯乙烯共聚物、以及它们改性后的聚合物中的至少一种；所述聚合物2选自聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚氧乙烯聚氧丙烯醚嵌段共聚物中的至少一种。4.根据权利要求3所述的三明治型阻气透湿复合膜，其特征在于：所述吸湿层中聚合物1和聚合物2的重量比为1:(0.05～5)，优选为1：(0.3～2)。5.根据权利要求1所述的三明治型阻气透湿复合膜，其特征在于：所述排湿层的孔径为0.02～10微米，优选为0.05～5微米；孔隙率为30～80％，优选为40～70％；孔径在平均孔径正负一个数量级范围内的孔占全部孔的50％以上，优选占全部孔的80％以上。6.根据权利要求1所述的三明治型阻气透湿复合膜，其特征在于：所述排湿层的厚度为5～1000微米，优选为20～100微米；所述阻气层的厚度为0.1～50微米，优选为0.5～10微米；所述吸湿层的厚度为5～30微米，优选为10～20微米。7.根据权利要求1～6之任一项所述的三明治型阻气透湿复合膜，其特征在于：所述吸湿层通过将所述聚合物的混合物进行雾化预处理结合非溶剂致相分离法而得到。8.一种根据权利要求1～7之任一项所述的三明治型阻气透湿复合膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杨，宋建会，郑萃，唐毓婧，姚雪容，潘国元，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：