一种SPES/PVDF气调复合膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于膜材料技术领域，公开了一种SPES/PVDF气调复合膜及其制备方法和应用。该SPES/PVDF气调复合膜的制备方法包括以下步骤：在非质子极性溶剂中加入聚偏氟乙烯、磺化聚醚砜进行混合得到铸膜液，再经流延成膜、干燥，制得所述SPES/PVDF气调复合膜。该SPES/PVDF气调复合膜具有良好的气透性能，将其应用于果蔬保鲜时，不仅能够有效保持果蔬的色度，更能有效降低如叶绿素、挥发性成分和抗坏血酸等成分的流失。等成分的流失。等成分的流失。

【技术实现步骤摘要】
一种SPES/PVDF气调复合膜及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于膜材料
，具体涉及一种SPES/PVDF气调复合膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]在食品分销链中，食品的腐败变质已成为制约产业发展的主要问题，尤其对于容易腐烂的新鲜果蔬。据报道，每年新鲜水果和蔬菜的浪费已占食物损失总量的40％
‑
46％。到目前为止，低温是新鲜水果和蔬菜最常用的保鲜手段。但它消耗了全球15％以上的电能，带来了严重的资源消耗和沉重的环境负担。
[0003]而基于薄膜技术开发的功能性包装提供了一种有较好前景的果蔬保鲜方法，它除了具有低能耗、高性能和低占地面积的显著优势外，还具有出色的环境效益。自平衡气调包装(Equilibrium modified atmosphere packaging，EMAP)作为一种较新出现但发展迅速的方法，在满足工业和环境要求方面表现出了卓越的性能。作为一种“零能耗”的食品保鲜技术，自平衡气调包装可以在不消耗额外能源、不需要注入气体建立初始内部大气的情况下，通过自发调节气体的跨膜渗透过程，影响新鲜果蔬的呼吸作用强度。
[0004]EMAP技术的关键在于膜材料的气透性，通过调节外部气体跨膜渗透的强度，一定程度上补偿膜内环境气体的呼吸消耗，维持适宜果蔬贮藏的适宜气体环境。通常，膜材料的气透性调节可以通过物理改性或化学活化实现。物理改性旨在重建材料结构，在材料中开辟可用的气体通道，促进气体分子渗透。这种方法在理论上的适用性已被证实，但其在技术上和经济上难以满足先进应用的需求。相比之下，通过引入活性基团，基于增加气体接触活性的化学活化法具有成本低、工艺简单、可控性强等一系列优点。在实际应用中有着更突出的应用前景。
[0005]虽然目前已经有一些关于气体调节复合膜的相关专利，但此类气调膜的透过氧气和二氧化碳的效率不高，对于混合气体难以到达较高的选择因子。因此，本专利技术希望研制得到性能更优的气调复合膜，以满足果蔬保鲜的需要。

技术实现思路

[0006]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种SPES/PVDF气调复合膜及其制备方法和应用。该SPES/PVDF气调复合膜具有良好的气透性能，将其应用于果蔬保鲜时，不仅能够有效保持果蔬的色度，更能有效降低如叶绿素、挥发性成分和抗坏血酸等成分的流失。
[0007]本专利技术提供了一种SPES/PVDF气调复合膜的制备方法，包括以下步骤：
[0008]在非质子极性溶剂中加入聚偏氟乙烯(PVDF)、磺化聚醚砜(SPES)进行混合得到铸膜液，再经流延成膜、干燥，制得所述SPES/PVDF气调复合膜。
[0009]聚醚砜(PES)是一种综合性能优良的聚合物膜材料，由于分子中刚性的苯环和柔性的醚基形成大共轭体系，聚醚砜具有优异的耐热性、耐碱、耐压力、耐腐蚀以及血液相容
性等性能，常作为微滤、超滤以及纳滤过程的膜材料。而聚偏氟乙烯(PVDF)是一种性能优良的高分子材料，其突出的化学稳定性、耐辐射特性、抗污染性和耐热性更使其在膜分离领域广泛应用，相比于其他膜材料，其最突出的特点是具有极强的疏水性，因此在很多领域得到大规模应用。
[0010]本专利技术以聚偏氟乙烯作为气阻性基底(GB质)，以气体接触活性和相容性修饰后的聚醚砜改性材料(即磺化聚醚砜(SPES))作为气导质(GC质)，制备得到了该具有良好果蔬保鲜效果的自平衡气调复合膜。
[0011]优选地，所述聚偏氟乙烯与所述磺化聚醚砜的质量比为1：(0.3
‑
3)。
[0012]优选地，所述非质子极性溶剂选自N，N
‑
二甲基甲酰胺(DMF)或二甲基乙酰胺(DMAc)。
[0013]优选地，所述磺化聚醚砜(SPES)的制备方法为：采用浓硫酸对聚醚砜进行磺化，制得磺化聚醚砜。
[0014]优选地，所述混合的温度为25
‑
60℃。
[0015]优选地，所述混合的时间为2
‑
8h。
[0016]优选地，所述混合的搅拌速度为200
‑
500r/min。
[0017]优选地，所述铸膜液中聚偏氟乙烯和磺化聚醚砜的总质量浓度为5％
‑
25％。
[0018]优选地，所述流延成膜的操作为：将所述铸膜液在20
‑
25℃和30％
‑
80％相对湿度下浇铸在无机玻璃板上。
[0019]优选地，所述干燥的温度为40
‑
100℃，所述干燥的时间为10
‑
48h。
[0020]本专利技术还提供了一种SPES/PVDF气调复合膜，由上述制备方法制得。
[0021]本专利技术还提供了上述SPES/PVDF气调复合膜在果蔬保鲜中的应用。
[0022]相对于现有技术，本专利技术的有益效果如下：
[0023](1)本专利技术利用SPES材料透气性强、耐热、耐压力的特性，并结合PVDF材料化学稳定性、抗污染性的特点，制备出透气率好、分离性高的SPES/PVDF气调复合膜，其兼有可控制气调和气调包装的优点，能够长期维持合适的贮藏气氛。
[0024](2)本专利技术中SPES/PVDF气调复合膜制作方法简单易行，成本低，产品高效稳定，制备过程可控，具有广阔的食品保鲜应用前景。
[0025](3)本专利技术所述SPES/PVDF气调复合膜对高呼吸强度的果蔬(例如西兰花)的色泽感官的变化具有抑制作用，并能使包括总叶绿素、总挥发性物质、抗坏血酸在内的多种成分含量的变化得到有效的延缓，从而减少了果蔬的营养价值的损失。
附图说明
[0026]图1为不同气调膜的红外光谱。
[0027]图2为不同气调膜的玻璃化转化温度。
[0028]图3为不同气调膜对于CO2的气透性能。
[0029]图4为不同气调膜对于O2的气透性能。
[0030]图5为不同气调膜对贮藏西兰花亮度(L*)的影响。
[0031]图6为不同气调膜对贮藏西兰花色度(C*)的影响。
[0032]图7为不同气调膜对贮藏西兰花色角(h)的影响。
[0033]图8为不同气调膜对储藏西兰花总叶绿素含量的影响。
[0034]图9为不同气调膜对储藏西兰花总挥发性物质含量的影响。
[0035]图10为不同气调膜对储藏西兰花抗坏血酸含量的影响。
具体实施方式
[0036]为了让本领域技术人员更加清楚明白本专利技术所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例仅为本专利技术的优选实施例，对本专利技术要求的保护范围不构成限制作用，任何未违背本专利技术的精神实质和原理下所做出的修改、替代、组合，均包含在本专利技术的保护范围内。
[0037]以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。
[0038]实施例1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种SPES/PVDF气调复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在非质子极性溶剂中加入聚偏氟乙烯、磺化聚醚砜进行混合得到铸膜液，再经流延成膜、干燥，制得所述SPES/PVDF气调复合膜。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非质子极性溶剂选自N，N
‑
二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磺化聚醚砜的制备方法为：采用浓硫酸对聚醚砜进行磺化，制得磺化聚醚砜。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯与所述磺化聚醚砜的质量比为1：(0.3
‑
3)。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为25
‑
60℃，所述混合的时间为2
‑
8h，所述混合的搅拌速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：何其，杨贝，黄惠华，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：发明
国别省市：