一种生物可降解调湿调气包装膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及包装材料技术领域，公开一种生物可降解调湿调气包装膜及其制备方法与应用，该包装膜由纳米交联聚羟基丁酸酯基体、复合缓释抗菌剂、马来酸酐、聚乙烯蜡、抗氧剂1010通过混料、挤出和吹塑工艺制备而成，其中纳米交联聚羟基丁酸酯基体是由羟基磷灰石与聚羟基丁酸酯通过共价键连接制备，复合缓释抗菌剂通过薄膜水化超声法制备葡萄柚精油脂质体悬液，再将其与壳聚糖进行复配制得；使用纳米交联聚羟基丁酸酯基体制备的包装膜具有良好的力学和调湿调气性能，而复合缓释抗菌剂可赋予包装膜良好的缓释抗菌性能，通过各组分之间的协同作用，可使制备的包装膜能够有效延长果蔬等食品的保鲜期。的保鲜期。

【技术实现步骤摘要】
一种生物可降解调湿调气包装膜及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及包装材料
，具体涉及一种生物可降解调湿调气包装膜及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]包装材料在日常生活中具有重要作用，无论是食品保鲜、货物运输还是物品保存，都需要用到包装材料，其中，薄膜包装材料不仅质轻，而且包装效果好，在包装领域具有重要地位，但是目前行业中使用的薄膜包装材料大多通过使用聚乙烯、聚丙烯等石油基不可降解的高分子材料为原料制备而成，不仅会消耗不可再生的石油资源，也会造成大面积的白色污染，不利于环境保护，因此，利用可降解的生物原材料制备薄膜包装材料，显得尤为重要。
[0003]聚羟基丁酸酯特点突出，价格相对低廉，可在适当环境下快速降解，且理化性质与高分子传统塑料制品相似，因此可作为聚烯烃类塑料的替代品，将其应用在薄膜包装材料的制造领域，可实现材料的生物可降解性，但是聚羟基丁酸酯本身不具有抗菌性能，导致其在食品包装薄膜等行业的应用受限，而且果蔬等食品的包装需要透气透湿，避免果蔬在密闭环境中进行无氧呼吸，进而导致腐败溃烂的问题，此外，食品包装薄膜需要具有一定的韧性，避免在包装过程中受到轻微应力作用，出现撕裂等现象。
[0004]公开号为CN111961322A的中国专利技术专利公开了一种聚(4
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羟基丁酸酯)生物可降解包装薄膜及其制备方法，通过在制备包装薄膜过程中添加成核剂、填充剂、扩链剂等添加剂，使制备的包装薄膜具有优异的综合性能，但是这种物理共混的方式一方面很难实现各添加剂与聚合物基体之间均匀混合，另一方面也无法实现抗菌、透气透湿等性能的改进，不利于大规模普及。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种生物可降解调湿调气包装膜及其制备方法与应用，通过使用羟基磷灰石与聚羟基丁酸酯进行共价接枝，制备羟基磷灰石交联聚羟基丁酸酯基体，同时制备葡萄柚精油脂质体
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壳聚糖复合缓释抗菌剂，再通过吹膜工艺，制备韧性强、抗菌性能好且具有透气透湿性能的包装膜。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种生物可降解调湿调气包装膜，包括以下重量份的原料：70
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80份纳米交联聚羟基丁酸酯基体、5
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10份复合缓释抗菌剂、2
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5份马来酸酐相容剂、2
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5份聚乙烯蜡润滑剂、0.5
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1份抗氧剂1010；
[0008]所述纳米交联聚羟基丁酸酯基体是通过对羟基磷灰石进行表面改性，再与聚羟基丁酸酯进行共价接枝制得；
[0009]所述复合缓释抗菌剂是通过薄膜水化超声法制备葡萄柚精油脂质体悬液，再将其与壳聚糖进行复配制得。
[0010]进一步地，所述纳米交联聚羟基丁酸酯基体的制备方法包括以下步骤：
[0011]S1：将羟基磷灰石、甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯和甲苯混匀，在60
‑
70℃的温度条件下搅拌4
‑
12h，将物料倒出，经离心、洗涤和干燥过程，制备改性羟基磷灰石；
[0012]S2：将改性羟基磷灰石、聚羟基丁酸酯和氯仿混合，超声20
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40mi n，投入催化剂，在氮气保护下，置于50
‑
60℃的温度中搅拌12
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24h，待物料冷却后，离心分离固体样品，使用氯仿洗涤，真空干燥，制备纳米交联聚羟基丁酸酯。
[0013]通过上述技术方案，羟基磷灰石表面含有可参与反应的羟基官能团，可以与甲苯
‑
2,4
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二异氰酸酯发生反应，将异氰酸酯基团修饰在羟基磷灰石表面，在催化剂的作用下，羟基磷灰石表面的异氰酸酯官能团能够进一步与聚羟基丁酸酯分子链末端的羟基发生反应，将大量聚羟基丁酸酯分子链连接在羟基磷灰石表面，从而形成以羟基磷灰石为交联核心的纳米交联聚羟基丁酸酯基体。
[0014]进一步地，步骤S1中，所述羟基磷灰石具有大孔、中孔和微孔结构，平均粒径为500nm。
[0015]进一步地，步骤S2中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或者二醋酸二丁基锡中的任意一种。
[0016]进一步地，步骤S2中，所述改性羟基磷灰石和聚羟基丁酸酯的用量比为0.1
‑
0.3:10。
[0017]进一步地，所述复合缓释抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
[0018]SS1：将大豆卵磷脂、胆固醇和三氯甲烷超声混匀，形成均匀溶液，利用旋转蒸发的方式，在室温条件下，旋蒸出溶剂，制备脂质薄膜；
[0019]SS2：将葡萄柚精油与吐温
‑
80充分混匀，倒入磷酸盐缓冲液，搅拌至形成均一的分散液后，将脂质薄膜加入至分散液中，在40
‑
50℃的温度条件下，设置超声频率为200
‑
300w，超声10
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20mi n，静置2
‑
4h，得葡萄柚精油脂质体悬液；
[0020]SS3：配置体积浓度为2
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5％的壳聚糖醋酸溶液，倒入葡萄柚精油脂质体悬液，搅拌均匀，高速均质后，进行冷冻干燥，得复合缓释抗菌剂。
[0021]通过上述技术方案，通过使用薄膜超声水化法制备葡萄柚精油脂质体悬液，由于葡萄柚精油脂质体在溶液中呈负电性，而壳聚糖在溶液中呈正电性，因此在溶液中，两相会通过静电作用相互结合，经高速均质、冷冻干燥过程，制得包覆葡萄柚精油的壳聚糖复合缓释抗菌剂。
[0022]进一步地，步骤SS2中，所述磷酸盐缓冲液的浓度为10
‑
12mmmo l/L。
[0023]进一步地，步骤SS3中，所述壳聚糖醋酸溶液和葡萄柚精油脂质体悬液的体积比为10:1.5
‑
4。
[0024]一种生物可降解调湿调气包装膜的制备方法，包括以下步骤：
[0025]SSS1：将纳米交联聚羟基丁酸酯、复合缓释抗菌剂、马来酸酐、聚乙烯蜡和抗氧剂1010倒入高速搅拌机中，搅拌均匀，制备预混料；
[0026]SSS2：将预混料倒入双螺杆挤出机中，设置加工温度为100
‑
120℃，螺杆转速为80
‑
100r/mi n，进行挤出造粒，将母粒置于吹膜机中，设置吹胀比为1
‑
3，牵引比为3
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6，螺杆转速为50
‑
60rpm，进行吹膜，制得生物可降解调湿调气包装膜。
[0027]一种生物可降解调湿调气包装膜的应用，是将所述生物可降解调湿调气包装膜应
用于果蔬的包装领域。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029](1)本专利技术通过共价接枝的方式，将羟基磷灰石与聚羟基丁酸酯进行化学连接，有效地改善了羟基磷灰石与聚羟基丁酸酯之间的界面亲和性，进而形成以羟基磷灰石为化学交联核心的聚羟基丁酸酯分子链交联网络，交联网络的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物可降解调湿调气包装膜，其特征在于，包括以下重量份的原料：70
‑
80份纳米交联聚羟基丁酸酯基体、5
‑
10份复合缓释抗菌剂、2
‑
5份马来酸酐、2
‑
5份聚乙烯蜡、0.5
‑
1份抗氧剂1010；所述纳米交联聚羟基丁酸酯基体是通过对羟基磷灰石进行表面改性，再与聚羟基丁酸酯进行共价接枝制得；所述复合缓释抗菌剂是通过薄膜水化超声法制备葡萄柚精油脂质体悬液，再将其与壳聚糖进行复配制得。2.根据权利要求1所述的一种生物可降解调湿调气包装膜，其特征在于，所述纳米交联聚羟基丁酸酯基体的制备方法包括以下步骤：S1：将羟基磷灰石、甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯和甲苯混匀，在60
‑
70℃的温度条件下搅拌4
‑
12h，将物料倒出，经离心、洗涤和干燥过程，制备改性羟基磷灰石；S2：将改性羟基磷灰石、聚羟基丁酸酯和氯仿混合，超声20
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40min，投入催化剂，在氮气保护下，置于50
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60℃的温度中搅拌12
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24h，待物料冷却后，离心分离固体样品，使用氯仿洗涤，真空干燥，制备纳米交联聚羟基丁酸酯基体。3.根据权利要求2所述的一种生物可降解调湿调气包装膜，其特征在于，步骤S1中，所述羟基磷灰石具有大孔、中孔和微孔结构，平均粒径为500nm。4.根据权利要求2所述的一种生物可降解调湿调气包装膜，其特征在于，步骤S2中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡或者二醋酸二丁基锡中的任意一种。5.根据权利要求2所述的一种生物可降解调湿调气包装膜，其特征在于，步骤S2中，所述改性羟基磷灰石和聚羟基丁酸酯的用量比为0.1
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0.3:10。6.根据权利要求1所述的一种生物可降解调湿调气包装膜，其特征在于，所述复合缓释抗菌剂的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈于陇，罗宇冬，陈飞平，王玲，罗政，戚英伟，戴凡炜，叶明强，
申请(专利权)人：广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：