【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于包装材料领域，具体涉及一种阻氧阻水高透明复合薄膜及其制备方法。
技术介绍
1、高阻隔包装薄膜是包装材料中非常重要的一大类包装材料。传统通用高阻隔薄膜，已广泛应用于食品、卷烟、饮料保鲜和隔味，以及化工、医药、电子和军工产业的防潮包装，包括k膜(即pvdc涂层膜)、镀铝膜、铝箔等，这些薄膜的使用因其成分的复杂性在回收利用方面存在巨大困难。开发高回收率或可降解性高阻隔薄膜十分有意义。
2、纤维素是地球储量最丰富的可再生、可降解自然资源，有关纤维素的开发及利用已在食品、能源、生物医学、纺织等多领域开展了广泛的研究。羧甲基纤维素(cmc)是食品工业中最常用的纤维素醚衍生物之一，常作为食品里的增稠剂和稳定剂。cmc具有安全可食用性以及成膜性，其膜通常无色、无味、无毒、透明，表现出出色的氧气、香气和油阻隔性能，具有一定的抗衰老特性。并且cmc基薄膜可以保护和携带功能性化合物，如抗菌剂、抗氧化剂、抗褐变剂和营养增强剂。然而，cmc分子链上带有丰富的亲水性基团(如羧基、羟基)，使得其膜透湿性较差。此外，对于氧气阻隔性有高需求的食品药品包装中，纯cmc包装已无法满足要求，开发基于cmc的高阻隔性薄膜(阻氧阻水)可进一步扩大cmc基薄膜的应用。
3、层状双氢氧化物(layered double hydroxides，简称ldh，也被称为水滑石)，是一类离子层状化合物，由带正电的金属氢氧化物片层构成，片层间包含阴离子和溶剂分子。其化学组成通常表示为[m1-x2+mx3+(oh)2](an-)x/n·zh2o，其中m
4、二醛基纤维素(简称dac)可由高碘酸钠选择性氧化纤维素得到，dac可在沸水中溶解得到水溶性二醛基纤维素(简称sdac)。dac因含大量的醛基可以与带有-nh2，-oh等基团的多糖反应，充当交联剂。已有报道证实dac具有较低的细胞毒性，与哺乳动物细胞表现出良好的生物相容性，并显示出良好的血液相容性。因此，dac或sdac将是一种绿色和安全的交联剂，可用于诸如生物医学和食品工业等领域。
5、目前仅有少量的文献报道过cmc与ldh复合制备薄膜的过程。2009年，kang等采用均相沉淀法合成了mgal-ldh纳米片，并将其与cmc的甲酰胺溶液混合，制得cmc/mgal-ldh复合材料，但他们并未制备薄膜材料。2013年yadollahi等人采用类似共沉淀的方法将cmc与mg和al的硝酸盐混合，通过控制ph、温度及反应时间合成cmc/mgal-ldh复合物，他们也并未制备薄膜材料。随后2014年，yadollahi等通过先制备出mgal-ldh颗粒，再将其混悬液与cmc混合，通过平板浇筑法制备cmc/mgal-ldh复合薄膜，同时对薄膜的水蒸气阻隔性、透光性等进行了表征，并未考察薄膜的氧气阻隔性。2018年，wang等用类似kang等人的方法合成厚度较大的mgal(no3)-ldh纳米片，再在甲酰胺溶液中进行插层玻璃得到单层mgal-ldh纳米片，最后利用mgal-ldh纳米片与cmc的正负电荷差异性，通过层层自组装的方式将mgal-ldh纳米片悬浮液及cmc溶液依次交替浸泡沉积在聚丙烯薄膜上得到(mgal-ldh纳米片及cmc组装层数可通过多次沉积增加)mgal-ldh纳米片和cmc多层复合的薄膜(依托于聚丙烯薄膜)；他们还测试了复合薄膜对多种气体的阻隔性(包括o2、h2o、co2、ch4、n2)。同时在韩景宾、王嘉杰等人的专利(专利号：cn108211816b，与文献wang et al.,2018是同一批作者)中，他们用了类似的方法制备了包括聚乙烯/水滑石纳米片/羧甲基纤维素复合膜在内的多种复合薄膜，制备的过程大致上与他们文章中的类似，细节上稍有修改，比如将mgal-ldh纳米片悬浮液及cmc溶液依次交替浸泡沉积在聚丙烯薄膜修改成交替旋涂于基底如聚丙烯上，再比如专利中其水滑石纳米片的合成过程中未描述添加甲酰胺进行剥离。在专利中他们使用gb/t1038-2000标准及gb/t 21529-2008标准分别测试复合膜的氧气透过性及水蒸气透过性。
6、上述现有技术制备的复合薄膜与通用包装薄膜相比，阻隔性能有所提高，但在食品包装领域，现有技术制备的复合薄膜仍然无法完全满足保鲜、隔味、防潮及环保的需求。因此，亟需一种氧气阻隔性和水蒸气阻隔性更高的透明薄膜。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种阻氧阻水高透明复合薄膜及其制备方法。本专利技术旨在解决现有薄膜氧气阻隔性和水蒸气阻隔性较差，难以满足市场需求的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术提供了一种阻氧阻水高透明复合薄膜，包括羧甲基纤维素、水滑石纳米片和二醛基纤维素三种原料中的两种或三种；
3、所述复合薄膜厚度为20～80μm；
4、所述水滑石纳米片：直径为50～400nm，厚度为1～2nm，长径比为25：400。
5、进一步，所述水滑石纳米片与羧甲基纤维素的质量比为0.1～50:100。
6、进一步，所述二醛基纤维素与羧甲基纤维素的质量比为0.1～20:100。
7、本专利技术还提供了一种阻氧阻水高透明复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：
8、s1.制备水滑石纳米片水分散液；
9、s2.制备二醛基纤维素水溶液：制备二醛基纤维素，并将二醛基纤维素分散在蒸馏水中，形成分散液，后经高温处理得到二醛基纤维素水溶液；
10、s3.溶液混合；
11、向水滑石纳米片水分散液中加入羧甲基纤维素钠粉末，然后在水浴加热条件下，用磁力搅拌器搅拌至羧甲基纤维素钠粉末完全溶解，之后加入二醛基纤维素水溶液，搅拌均匀；
12、s4.浇筑成膜；
13、将步骤s3搅拌均匀的混合液倒在方形塑料培养皿上，通过水蒸发后成膜，即得复合薄膜。
14、进一步，所述步骤s1中，水滑石纳米片水分散液的制备步骤如下：
15、s1.1将铝镁水滑石置于马弗炉中450℃高温煅烧12h，得到氧化铝镁水滑石；
16、s1.2将氧化铝镁水滑石与甘氨酸和蒸馏水混合均匀，置于高压反应釜中，在100℃下反应，得到半透明状ldh凝胶；
17、s1.3将步骤s1.2制备的ldh凝胶分散在蒸馏水中，形成悬浮液，在蒸馏水中透析纯化3～5d，后经超声分散处理，即得水滑石纳米片水分散液。
18、进一步，所述步骤s1.3中，超声分散处理的条件：200～800w，20～60min。...
【技术保护点】
1.一种阻氧阻水高透明复合薄膜，其特征在于：包括羧甲基纤维素、水滑石纳米片和二醛基纤维素三种原料中的两种或三种；
2.根据权利要求1所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜，其特征在于：所述水滑石纳米片与羧甲基纤维素的质量比为0.1～50:100。
3.根据权利要求1所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜，其特征在于：所述二醛基纤维素与羧甲基纤维素的质量比为0.1～20:100。
4.权利要求1～3任一项所述阻氧阻水高透明复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，水滑石纳米片水分散液的制备步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1.3中，超声分散处理的条件：200～800W，20～60min。
7.根据权利要求4所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，二醛基纤维素的制备步骤如下：
8.根据权利要求7所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜
9.根据权利要求4所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，水浴加热的温度25～90℃。
10.根据权利要求4所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，水蒸发成膜的温度25～80℃。
...【技术特征摘要】
1.一种阻氧阻水高透明复合薄膜，其特征在于：包括羧甲基纤维素、水滑石纳米片和二醛基纤维素三种原料中的两种或三种；
2.根据权利要求1所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜，其特征在于：所述水滑石纳米片与羧甲基纤维素的质量比为0.1～50:100。
3.根据权利要求1所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜，其特征在于：所述二醛基纤维素与羧甲基纤维素的质量比为0.1～20:100。
4.权利要求1～3任一项所述阻氧阻水高透明复合薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种阻氧阻水高透明复合薄膜的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中，水滑石纳米片水分散液的制备步骤如下：
6.根据权利要求5所述的一种阻...
【专利技术属性】
技术研发人员：阮长晴，赵敏孜，张文瑜，曾凯芳，易兰花，邓丽莉，姚世响，王文军，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：
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