【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及保鲜膜，尤其涉及一种醋酸纤维素纳米保鲜膜及其制备方法。
技术介绍
1、现阶段市场上应用和销售的食品保鲜膜，大多数都是以乙烯经过聚合反应制备出来的塑料制品，一方面，塑料产品会对环境产生危害，也就是人们常说的白色污染。白色污染对水土、大气等都会产生不良影响，从而对生活在其中的生物健康造成损害，引发各种疾病。醋酸纤维素，又称为乙酸纤维素，是一种在催化剂的作用下，将纤维素的羟基酯化而得到热塑性树脂。乙酸纤维素为白色固体，具有稳定，易于加工，不易燃烧、价格低廉、原料丰富、可降解等特点，可以替待传统使用乙烯原材料制备保鲜膜，不会产生塑料垃圾，绿色环保。用静电纺丝法制备的乙酸纤维素膜具有细度均匀、纤维直径小、空隙率低等优点。使用醋酸纤维素通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是集多学科交叉、基础理论研究与新型产品开发紧密联系的高新技术，以其新颖的微观结构，不同于传统块材的特殊的物理和化学性能，以及在基础研究和应用方面的重要价值成为纳米材料科学的前沿领域。
2、抗菌性能是保鲜膜的重要性能指标，壳聚糖季铵盐是壳聚糖的衍生物，在广泛ph范围下均具有良好的抗菌性能，且无毒无味和易溶于水，使得在食品领域的应用更加安全和方便。因此，壳聚糖季铵盐为醋酸纤维素保鲜膜的理想抗菌成分。但是，壳聚糖季铵盐为阳离子聚合物，溶解在水中时会释放出带正电的离子，这些离子可以增加溶液的导电性，纺丝液导电性升高会造成串珠现象，纺丝纤维直径较小而且长度较短，导致醋酸纤维素保鲜膜的力学强度下降。
技术实现思路
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2、一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：
3、1)将醋酸纤维素加入乙酸水溶液中，加热搅拌溶解，得到醋酸纤维素溶液；
4、2)向醋酸纤维素溶液中添加改性季铵盐壳聚糖抗菌剂，搅拌混合均匀，得到纺丝液；
5、3)将纺丝液吸入高压静电纺丝设备上的注射器内，然后将纺丝针头安装到吸入纺丝液的注射器上，开启高压静电纺丝设备进行静电纺丝成膜，得到醋酸纤维素纳米保鲜膜。醋酸纤维素，又称为乙酸纤维素，是一种在催化剂的作用下，将纤维素的羟基酯化而得到热塑性树脂。乙酸纤维素为白色固体，具有稳定，易于加工，不易燃烧、价格低廉、原料丰富、可降解等特点。本专利技术使用醋酸纤维素替待传统使用乙烯原材料制备保鲜膜，不会产生塑料垃圾，绿色环保。以壳聚糖季铵盐作为保鲜膜的抗菌成分，壳聚糖季铵盐是壳聚糖的衍生物，在广泛ph范围下均具有良好的抗菌性能，且无毒无味和易溶于水，使得在食品领域的应用更加安全和方便。
6、作为优选，所述步骤1)中，醋酸纤维素溶液的质量浓度为15-20wt.％。
7、作为优选，所述步骤2)中，改性季铵盐壳聚糖抗菌剂添加量为醋酸纤维素溶液的2-5wt.％。
8、作为优选，所述步骤3)中，所述静电纺丝条件如下：
9、电压为12-15kv；纺丝溶液流速为0.3-0.8ml/h；接收距离7-10cm。
10、作为优选，所述改性季铵盐壳聚糖抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
11、21)将水滑石加入无水乙醇中，加热搅拌均匀，得到水滑石悬浮液；
12、22)将n,n,n-三甲基壳聚糖季铵盐加入去离子水中，加热搅拌溶解，得到n,n,n-三甲基壳聚糖季铵盐溶液；
13、23)将n,n,n-三甲基壳聚糖季铵盐溶液倒入水滑石悬浮液中，加入稀硝酸调节ph值为4-5，加热搅拌反应，冷却后静置12小时以上，然后经过过滤、洗涤和干燥，得到改性季铵盐壳聚糖抗菌剂。
14、壳聚糖季铵盐是壳聚糖的衍生物，相对壳聚糖在广泛ph范围下均具有良好的抗菌性能，且无毒无味和易溶于水，使得在食品领域的应用更加安全和方便。在本专利技术技术方案中，通过在醋酸纤维素纺丝液中添加壳聚糖季铵盐，从而是静电纺丝制备的保鲜膜具有抗菌性能，但是，壳聚糖季铵盐为阳离子聚合物，溶解在水中时季铵盐基团在水中电离，生成能够自由迁移的阳离子，这些阳离子可以增加溶液的导电性，纺丝液导电性升高会造成纺丝出现串珠现象，纺丝纤维直径较小而且长度较短，导致醋酸纤维素保鲜膜的力学强度下降。本专利技术为解决上述技术问题，对壳聚糖季铵盐进行改性处理：水滑石是一种阴离子型层状材料，其结构中包含带正电的层板面和带负电的层间阴离子及水分子，壳聚糖季铵盐作为一种阳离子型聚合物，可以通过静电作用、氢键、范德华力等相互作用力有序地插入水滑石的层间，形成有机-无机插层复合材料，从而使壳聚糖季铵盐负载在水滑石层间，避免壳聚糖季铵盐溶解在水中电离出自由迁移的阳离子，降低纺丝液的导电性，从而避免在纺丝过程中出现串珠现象，从而提高保鲜膜的力学强度。另外，水滑石在纺丝液中具有良好的较好的分散性，从而使壳聚糖季铵盐均匀分散在纺丝，有助于提高保鲜膜的抗菌性能。作为优选，所述步骤21)中，水滑石经过预处理：
15、将γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷加入乙醇与水的混合溶液中，然后加入水滑石，加热搅拌反应，得到偶联剂改性水滑石；
16、将海藻酸钠加入去离子水中，搅拌溶解，得到海藻酸钠溶液，将偶联剂改性水滑石加入海藻酸钠溶液中，然后加入氢氧化钾溶解调节ph至9-10，加热搅拌反应，经过过滤、洗涤和干燥，即得。
17、作为优选，所述步骤22)中n,n,n-三甲基壳聚糖季铵盐溶液中还添加有十二烷基磺酸钠。在本专利技术技术方案中，如上述，将壳聚糖季铵盐负载在水滑石层间，避免壳聚糖季铵盐溶解在水中电离出自由迁移的阳离子，降低纺丝液的导电性，从而避免在纺丝过程中出现串珠现象，从而提高纤维膜的力学强度。但是本专利技术团队在将聚糖季铵盐负载在水滑石层间过程中遇到的问题是层状结构的水滑石表面带正电荷，其与壳聚糖季铵盐分子上正电荷形成静电排斥作用力，而且水滑石层间距较小，对壳聚糖季铵盐插层水滑石形成阻碍作用，采用普通的方法只有少量的壳聚糖季铵盐分子插层到水滑石层间，造成保鲜膜的抗菌性能下降。因此，本专利技术团队进一步对水滑石进行改性处理：一方面，通过将海藻酸钠接枝到水滑石层表面，由于海藻酸钠带负电，从而改变水滑石表面的带电性，避免水滑石表面的正电荷对壳聚糖季铵盐形成静电排斥作用。另一方面，通过在壳聚糖季铵盐溶液中添加有十二烷基磺酸钠，十二烷基磺酸钠分子量相对较小，能够先进入水滑石层间插层水滑石，从而增加水滑石的层间距，水滑石层间距增加利于后续壳聚糖季铵盐进一步插层水滑石。本专利技术通过上述两方面改性处理，能够使足量的壳聚糖季铵盐插层到水滑石层间，从而在保持保鲜膜抗菌性能的基础上，同时提高保鲜膜的力学强度。
18、一种醋酸纤维素纳米保鲜膜，由上述的方法制备得到。
19、本专利技术具有以下有益效果：
20、1)使用醋酸纤维素替待传统使用乙烯原材料制备保鲜膜，不会产生塑料垃圾，绿色环保；...
【技术保护点】
1.一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，醋酸纤维素溶液的质量浓度为15-20wt.％。
3.根据权利要求1所述的一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，改性季铵盐壳聚糖抗菌剂添加量为醋酸纤维素溶液的2-5wt.％。
4.根据权利要求1所述的一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述静电纺丝条件如下：
5.根据权利要求1所述的一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述改性季铵盐壳聚糖抗菌剂的制备方法包括以下步骤：
6.根据权利要求2所述的一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤21)中，水滑石经过预处理：
7.根据权利要求2所述的一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤22)中N,N,N-三甲基壳聚糖季铵盐溶液中还添加有十二烷基磺酸钠。
8.一种醋酸纤维素纳米保鲜膜，其特征在于，由权利要求1-7
...【技术特征摘要】
1.一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，醋酸纤维素溶液的质量浓度为15-20wt.％。
3.根据权利要求1所述的一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，改性季铵盐壳聚糖抗菌剂添加量为醋酸纤维素溶液的2-5wt.％。
4.根据权利要求1所述的一种醋酸纤维素纳米保鲜膜的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述静电纺丝条件如下：
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓朦，王雪峰，耿海波，刘东岳，段少博，陈溪，
申请(专利权)人：石家庄职业技术学院石家庄开放大学，
类型：发明
国别省市：
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