本发明专利技术涉及一种可热封绿色降解复合淀粉膜的制备方法，属于功能材料领域。本发明专利技术的方法，包括如下步骤：将淀粉与微晶纤维素混匀；将甘油与明胶在加热条件下充分溶解混匀，再向其中加入茶多酚和纳米蒙脱土混匀，最后加入淀粉/微晶纤维素混料混匀；微晶纤维素、淀粉、甘油的质量比为0.5:20:(3～5)；甘油质量占甘油与明胶质量之和的30％～50％；茶多酚、纳米蒙脱土与淀粉的质量比为(1～5):(2～5):100；将混合材料置于20～30℃、湿度40～60％下平衡水分；双螺杆挤出机预热后在120～130℃挤出温度下混合材料进行少量多次挤出，得到热塑性淀粉混合颗粒；将所述热塑性淀粉混合颗粒均匀铺展在热压机中，在120℃、5Mpa或130℃、3Mpa条件下热压所述热塑性淀粉混合颗粒，得到综合性能良好的可热封绿色降解复合淀粉膜。好的可热封绿色降解复合淀粉膜。好的可热封绿色降解复合淀粉膜。
A preparation method of heat sealable green degradable composite starch film
【技术实现步骤摘要】
一种可热封绿色降解复合淀粉膜的制备方法
[0001]本专利技术涉及一种可热封绿色降解复合淀粉膜的制备方法，属于功能材料领域。
技术介绍
[0002]近年来，包装材料面临巨大挑战，现有包装材料多难以降解，且工艺流程中多存在难以避免的环境污染。淀粉作为可降解材料，成本较低、来源丰富，且本身具有良好的成膜性，是代替石油基包装的重要发展材料之一，通常将淀粉作为基材，通过添加增塑剂改善淀粉糊化成膜的柔韧性，降低淀粉膜的刚性、脆性。作为应用包装材料，需具备较好的机械强度，纯淀粉膜无法达到良好的强度效果，国内外较多研究人员以微纳米材料做增强剂，提高淀粉薄膜的力学性能。微晶纤维素来源广泛，成本较低，且具有较高的比表面积及良好的力学性能和热稳定性，因此在目前的淀粉增强研究中逐渐引起了广泛关注和探究。
[0003]在包装行业，热封被广泛用于聚合物薄膜的密封，是在一定温度下将薄膜熔化粘合，以达到增强薄膜的阻隔性能和机械阻力的作用。非石油基材料中，多以增塑剂提高材料塑性，但其热封性相比石油基材料较差较多，因此在追求材料绿色可降解方向前提下，探究如何提升薄膜热封性能及整体性能十分重要，明胶来源为热变性生产的天然胶原蛋白，具有良好的生物相容性和凝胶性，在淀粉成膜中添加可提升薄膜热封性能。淀粉膜多以浇铸成形法得到，基于更易工业化产出的挤出法且探究淀粉膜材料的热封性研究较少，而热封性能却与薄膜的应用领域及使用空间息息相关，因此，如何实现多功能包装材料的生物基薄膜制备有待进一步研究，本文以此为出发点，寻求解决这一问题的最佳方案。
专利
技术实现思路
[0004][技术问题][0005]为了提供一种可热封降解微晶纤维素淀粉膜材料的制备方法，该法制得的淀粉膜材料具有良好的综合性能：膜厚约15mm时，热封强度达到1000N/m以上，拉伸强度8～13Mpa，断裂伸长率40～59％，水蒸气透过率不高于3.4
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‑1)，30天内降解率不低于74％。
[0006][技术方案][0007]本专利技术的第一目的在于提供一种可热封绿色降解复合淀粉膜的制备方法，包括如下步骤：
[0008](1)将淀粉与微晶纤维素混匀，得到淀粉/微晶纤维素混料；
[0009](2)先将甘油与明胶在加热条件下充分溶解混匀，再向其中加入茶多酚和纳米蒙脱土混匀，最后加入淀粉/微晶纤维素混料混匀，得到混合材料；其中，微晶纤维素、淀粉、甘油的质量比为0.5:20:(3～5)；甘油质量占甘油与明胶质量之和的30％～50％；茶多酚、纳米蒙脱土与淀粉的质量比为(1～5):(2～5):100；
[0010](3)将所述混合材料置于20～30℃、湿度40～60％下平衡水分；
[0011](4)双螺杆挤出机预热后在120～130℃挤出温度下对步骤(3)处理后的混合材料
进行少量多次挤出，得到热塑性淀粉混合颗粒；
[0012](5)将所述热塑性淀粉混合颗粒均匀铺展在热压机中，在120℃、5Mpa或130℃、3Mpa条件下热压所述热塑性淀粉混合颗粒，得到可热封绿色降解复合淀粉膜。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，微晶纤维素、淀粉、甘油和明胶的质量比为0.5:20:4:6；茶多酚、纳米蒙脱土与淀粉的质量比为3:2.5:100。
[0014]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、高粱淀粉中的一种或多种。
[0015]作为本专利技术的一种优选实施方式，所述微晶纤维素的粒径为15～80μm。
[0016]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(2)中将甘油与明胶在加热条件下充分溶解混匀的温度为40～60℃。
[0017]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(4)中双螺杆挤出机的预热时间为30～40min。
[0018]作为本专利技术的一种优选实施方式，步骤(4)中双螺杆挤出机转速为50～280转/min。
[0019]本专利技术的第二目的在于提供前述方法制备得到的可热封绿色降解复合淀粉膜，所述可热封绿色降解复合淀粉膜在膜厚15mm时，热封强度达到1000N/m以上，拉伸强度8～13Mpa，断裂伸长率40～59％，水蒸气透过率不高于3.4
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‑1，30天内降解率不低于74％。
[0020]本专利技术的第三目的在于提供前述的可热封绿色降解复合淀粉膜在包装领域中的应用。
[0021]本专利技术的第四目的在于提供前述的可热封绿色降解复合淀粉膜在食品包装领域中的应用。
[0022][有益效果][0023](1)在本专利技术中采用的原料包括淀粉、微晶纤维素，来源广泛，绿色无污染。
[0024](2)本专利技术采用的挤出热压法所制备薄膜均一性好，成膜速度快且制备过程可工业化。
[0025](3)本专利技术的研究过程中发现，基于本专利技术的特定方法，只有同时满足以下特定制备参数下：甘油质量占甘油与明胶质量之和的30％～50％，茶多酚与淀粉的质量比为(1～5):100，步骤(2)中双螺杆挤出机温度为120～130℃，热压参数为(120℃、5Mpa或130℃、3Mpa)，才能成功制备得到同时满足如下综合性能的可热封绿色降解复合淀粉膜：膜厚约15mm时，热封强度达到1000N/m以上，拉伸强度8～13Mpa，断裂伸长率40～59％，水蒸气透过率不高于3.4
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‑1)，30天内降解率不低于74％。
附图说明
[0026]图1为本专利技术可热封绿色降解复合淀粉膜的制备流程图。
具体实施方式
[0027]以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解实施例是为了更好地解释本专利技术，不用于限制本专利技术。
[0028]测试方法：
[0029]拉伸强度和断裂伸长率的测试：参考检测标准GB/T1040.3《塑料拉伸性能的测定第3部分:塑料和薄片的试验条件》。薄膜样品放在23
±
1℃的温度和50
±
2％的相对湿度环境中进行调湿12h，使用万能材料试验机测量薄膜的机械性能。
[0030]热封强度测试：密封强度测量根据ASTM F
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88进行。
[0031]降解性能测试：以土壤埋藏降解30天试验测定薄膜的可生物降解性，将样品包覆在铁网中，便于观察与记录降解情况。
[0032]水蒸气透过性测试：首先将薄膜置于23
±
1℃和50
±
2％RH环境中24h，以平衡其水分含量。先将10g干燥的氯化钙放入称量瓶中，并用待测薄膜立即密封住称量瓶。将称本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可热封绿色降解复合淀粉膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将淀粉与微晶纤维素混匀，得到淀粉/微晶纤维素混料；(2)先将甘油与明胶在加热条件下充分溶解混匀，再向其中加入茶多酚和纳米蒙脱土混匀，最后加入淀粉/微晶纤维素混料混匀，得到混合材料；其中，微晶纤维素、淀粉、甘油的质量比为0.5:20:(3～5)；甘油质量占甘油与明胶质量之和的30％～50％；茶多酚、纳米蒙脱土与淀粉的质量比为(1～5):(2～5):100；(3)将所述混合材料置于20～30℃、湿度40～60％下平衡水分；(4)双螺杆挤出机预热后在120～130℃挤出温度下对步骤(3)处理后的混合材料进行少量多次挤出，得到热塑性淀粉混合颗粒；(5)将所述热塑性淀粉混合颗粒均匀铺展在热压机中，在120℃、5Mpa或130℃、3Mpa条件下热压所述热塑性淀粉混合颗粒，得到可热封绿色降解复合淀粉膜。2.根据权利要求1所述的可热封绿色降解复合淀粉膜的制备方法，其特征在于，微晶纤维素、淀粉、甘油和明胶的质量比为0.5:20:4:6；茶多酚、纳米蒙脱土与淀粉的质量比为3:2.5:100。3.根据权利要求1所述的可热封绿色降解复合淀粉膜的制备方法，其特征在于，所述淀粉为木薯淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉、高粱淀粉中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张静贤，龙柱，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：
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