一种兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料及其制备方法与应用技术

一种兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料及其制备方法与应用，它是由如下原料制备而成的：淀粉、聚乙烯醇、甘油、大黄酸、棒状氧化锌纳米粒子。本发明专利技术还提供了上述淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料的制备方法。本发明专利技术所制备得到的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料具有优异的水汽阻隔、力学、pH响应、氨气响应、热响应变色、抗菌、紫外屏蔽、蓝光屏蔽等性能，可用作智能指示材料及时有效地指示虾等肉类食品在贮藏过程中的新鲜度变化情况，且该复合材料制备工艺简单、环保、成本低廉、适于放大生产，在食品包装、生物医学、抗菌材料、氨气检测、环境监测与安全等领域具有潜在应用价值。价值。价值。

【技术实现步骤摘要】
一种兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于高分子复合材料
，具体涉及一种兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]聚乙烯醇是一种可以通过非石油途径大量生产的可生物可降解聚合物，具有成本低，成膜性好、稳定性高、透明度高等优点，在食品和药品包装领域有着独特的优越性。但是，聚乙烯醇具有成本较高、在土壤中降解速度较慢等缺点。一种克服纯聚乙烯醇材料缺点的方法是将其与自然生物聚合物混合。淀粉是一种可降解、可再生的天然生物聚合物，是最重要的多糖之一，主要由直链淀粉和支链淀粉组成。由于其成本低、降解速度快，在开发环保材料方面具有十分可观的前景。在聚乙烯醇材料中加入淀粉可以提高材料的生物降解速度，生产出更经济更环保的淀粉/聚乙烯醇基材料。但同时由于两者的化学结构的差异及聚乙烯醇与淀粉的相容性有限，也会造成其力学性能和水汽阻隔等性能的减弱。再者，淀粉/聚乙烯醇基复合材料缺少pH响应、氨气响应、热响应变色、抗菌、紫外屏蔽、蓝光屏蔽等功能，使其在实际运用中受到了一定的限制。本专利技术以淀粉/聚乙烯醇为基质，利用棒状氧化锌纳米粒子、大黄酸作为功能性填料，以此来增强淀粉/聚乙烯醇复合材料的水汽阻隔、力学、pH响应、氨气响应、热响应变色、抗菌、紫外屏蔽、蓝光屏蔽等性能，制备兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料，拓宽其在食品包装、智能材料、生物医学、抗菌材料、氨气检测、环境监测与安全等领域的应用。
专利
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，提供一种兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料及其制备方法与应用。该复合材料具有优异的水汽阻隔、力学、pH响应、氨气响应、热响应变色、抗菌、紫外屏蔽、蓝光屏蔽等性能，可用作智能指示材料及时有效地指示虾等肉类食品在贮藏过程中的新鲜度变化情况，且该复合材料制备工艺简单、环保、成本低廉、适于放大生产。
[0004]本专利技术技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：淀粉125份，聚乙烯醇125份，甘油31.25份，大黄酸1.25份，棒状氧化锌纳米粒子2.5
‑
12.5份；
[0006]所述棒状氧化锌纳米粒子的制备方法包括以下步骤：将5.48份的乙酸锌溶解于86.3份的1,2
‑
丙二醇中，然后加入3.15份的去离子水，搅拌混合均匀，将6.15份的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，即得到棒状氧化锌纳米粒子。
[0007]本专利技术还提供了上述兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料
的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将125份聚乙烯醇加入至3000份去离子水中，在85℃下搅拌30min，得到均匀的聚乙烯醇溶液，备用；
[0009](2)将125份淀粉、31.25份甘油加入至3000份去离子水中，在85℃下搅拌30min，得到均匀的淀粉溶液，备用；
[0010](3)将2.5
‑
12.5份棒状氧化锌纳米粒子分散于1000份去离子水中，在室温下搅拌30min，得到棒状氧化锌纳米粒子的均匀分散液，备用；
[0011](4)将1.25份大黄酸分散于1000份去离子水中，在室温下搅拌30min，得到大黄酸的均匀分散液，备用；
[0012](5)将步骤(2)所得的淀粉溶液、步骤(3)所得的氧化锌分散液、步骤(4)所得的大黄酸分散液一起加入到步骤(1)所得到的聚乙烯醇溶液中，在85℃下搅拌30min，得到均匀的成膜液，备用；
[0013](6)将步骤(5)所得的成膜液浇注到平底玻璃皿中，在60℃的烘箱中干燥24h，即得到兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料。
[0014]与现有技术相比较，本专利技术具有的有益效果：
[0015]本专利技术所制备得到的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料具有优异的水汽阻隔、力学、pH响应、氨气响应、热响应变色、抗菌、紫外屏蔽、蓝光屏蔽等性能，可用作智能指示材料及时有效地指示虾等肉类食品在贮藏过程中的新鲜度变化情况，且该复合材料制备工艺简单、环保、成本低廉、适于放大生产，在食品包装、智能材料、生物医学、抗菌材料、氨气检测、环境监测与安全等领域具有潜在应用价值。
附图说明
[0016]图1为本专利技术所涉及的棒状氧化锌纳米粒子的扫描电镜图；
[0017]图2为本专利技术实施例1所制备的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料的断面扫描电镜图。
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，所述淀粉均采用的是由上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供的玉米淀粉(CAS号:9005
‑
25
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8)；聚乙烯醇均采用的是由长春化工有限公司提供的产品，型号为PVA
‑
1788；大黄酸是上海贤鼎生物科技有限公司提供的分析纯级试剂；乙酸钠、乙酸锌由上海阿拉丁生化科技股份有限公司提供的分析纯级试剂；1,2
‑
丙二醇是由罗恩试剂有限公司提供的分析纯级试剂；甘油是由西陇科学股份有限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的制备方法包括以下步骤：将5.48份的乙酸锌溶解于86.3份的1,2
‑
丙二醇中，然后加入3.15份的去离子水，搅拌混合均匀，将6.15份的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，即得到棒状氧化锌纳米粒子(其直径为40～60nm，长度为100
～200nm，见图1的扫描电镜图)。
[0021]实施例1
[0022]一种兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：淀粉125份，聚乙烯醇125份，甘油31.25份，大黄酸1.25份，棒状氧化锌纳米粒子2.5份。
[0023]制备方法，包括如下步骤：
[0024](1)将125份聚乙烯醇加入至3000份去离子水中，在85℃下搅拌30min，得到均匀的聚乙烯醇溶液，备用；
[0025](2)将125份淀粉、31.25份甘油加入至3000份去离子水中，在85℃下搅拌30min，得到均匀的淀粉溶液，备用；
[0026](3)将2.5份棒状氧化锌纳米粒子分散于1000份去离子水中，在室温下搅拌30min，得到棒状氧化锌纳米粒子的均匀分散液，备用；
[0027](4)将1.25份大黄酸分散于1000份去离子水中，在室温下搅拌30min，得到大黄酸的均匀分散液，备用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料，其特征在于，由以下重量份的组分组成：淀粉125份，聚乙烯醇125份，甘油31.25份，大黄酸1.25份，棒状氧化锌纳米粒子2.5
‑
12.5份；所述棒状氧化锌纳米粒子的制备方法包括以下步骤：将5.48份的乙酸锌溶解于86.3份的1,2
‑
丙二醇中，然后加入3.15份的去离子水，搅拌混合均匀，将6.15份的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，即得到棒状氧化锌纳米粒子。2.根据权利要求1所述的一种兼具抗菌与pH响应功能的淀粉/聚乙烯醇基高性能复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将125份聚乙烯醇加入至3000份去离子水中，在85℃下搅拌30min，得到均匀的聚乙烯醇溶液，备用；(2)将125份淀粉、31.25份甘油加入至3000份去离子水中，在85℃下搅拌30min...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹志明，唐群，李和平，王玉琴，胡文凯，郑光禄，杨莹莹，刘金聚，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：