一种聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及食品包装领域，具体提供了一种聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜及其制备方法。采用夹心结构，聚丁二酸丁二醇酯和脂质为外层，夹心层为淀粉的纳米复合材料层，夹心层厚度为整个复合膜的45%

【技术实现步骤摘要】
一种聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种一种聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜及其制备方法，涉及食品包装领域。

技术介绍

[0002]我国人口众多，食品的生产和消费量巨大，传统的石油基包装材料因其不可降解性，对生态环境造成的污染日益严重，亟需全降解塑料取而代之。另一方面，现有的可降解包装塑料阻隔性较差，我国因缺乏高阻隔性材料而造成的食品损失巨大，例如，仅新鲜果蔬在运输过程中，因包装材料水蒸气阻隔性较差而造成的损失可达果蔬总产量的25%左右。因此，全降解高阻隔包装材料的研发具有重要意义。
[0003]聚丁二酸丁二醇酯是被国内外广泛研究的一种全降解材料，但聚丁二酸丁二醇酯高昂的原料成本严重限制了其推广应用。淀粉具有来源广泛、成本低廉、可完全降解等优点，因此，聚丁二酸丁二醇酯与淀粉复合，可以显著降低制品的生产成本。然而，淀粉普遍存在湿敏性强的缺点，对复合膜的水蒸气阻隔效果存在不利影响，严重限制了复合膜的实际应用。
[0004]现有的技术中，专利技术专利CN112266529A公开了一种高性能环保包装膜及其制备方法。该薄膜是线型低密度聚乙烯、PVC树脂、聚乳酸和淀粉的复合物。该薄膜具有良好的机械性能和阻隔性能，但所用的材料中淀粉含量较低，且聚乙烯是不可降解的，对环境仍有潜在的危害。专利技术专利CN113201209A公开了一种可生物降解复合薄膜的制备方法。该薄膜是由聚乳酸、聚对苯二甲酸
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己二酸
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丁二醇酯及改性淀粉复合而成的多层膜。该薄膜淀粉含量较高且所用的淀粉大部分为疏水改性淀粉，在吹塑前需要对原淀粉进行改性，因此制备工艺复杂且机械性能差。另一方面，该薄膜中聚酯和淀粉相容性较低，在一定程度上影响了薄膜的机械性能。专利技术专利CN2017100485148公开了一种聚己二酸对苯二甲酸丁二酯/淀粉高阻隔复合膜及其制备方法。该专利描述的多层膜中，外层为聚己二酸对苯二甲酸丁二酯复合材料，内层为淀粉纳米复合材料层，该膜具有良好的阻氧性能。但由于聚己二酸对苯二甲酸丁二酯的杨氏模量较差，所形成的膜过于柔软，从而影响膜的广泛应用，而且聚己二酸对苯二甲酸丁二酯层的疏水性和阻水性较差，不适合在高湿环境下使用或包装高水分含量的物品。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的诸多不足之处，提供了一种聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜及其制备方法，为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种一种聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜及其制备方法，本专利技术的技术方案是：一种聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜，所述复合膜为夹心结构，外层为聚丁二酸丁二醇酯/脂质复合材料层，夹心层为淀粉的纳米复合材料层，夹心层厚度为整
个复合膜的45%
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85%。
[0006]优选地，所述的聚丁二酸丁二醇/脂质复合材料层占总复合膜总厚度的15%
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55%；所述的复合膜总厚度为35
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300微米。
[0007]优选地，所述夹心层的组成按重量份为：改性淀粉40
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85份、增塑剂15
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55份、润滑剂0.3
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6.5份、增容剂0.4
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3.5份、纳米填料10
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45份、亲水性聚合物15
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55份、多元有机酸0.4
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20份、生物降解聚酯4
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25份和聚酯多元醇0.3
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13份。
[0008]优选地，所述的改性淀粉为交联羟丙基淀粉、酸处理淀粉、棕榈酸淀粉酯、月桂酸淀粉酯、辛烯基琥珀酸淀粉酯中的一种或两种以上的混合物；所述的增塑剂是甘油、木糖醇、甘露醇、单醋酸甘油酯、柠檬酸酯、葡萄糖、果糖中的一种或两种以上的混合物；所述的润滑剂是硬脂酸锌、硬脂酸钙、单辛酸甘油酯、单油酸甘油酯、石蜡中的一种或其两种以上的混合物；所述的增容剂是马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、三异硬脂酰基钛酸异丙酯中的一种或两种以上的混合物；所述的纳米填料是纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、有机改性蒙脱土中的一种或两种以上的混合物；所述的亲水性聚合物是甲基纤维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或其两种以上的混合物；所述的多元有机酸是柠檬酸、2
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羟基丁二酸、己二酸、十二碳二元酸中的一种或两种以上的混合物；所述的生物降解聚酯是聚丁二酸
‑
己二酸丁二酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚乙内酯中的一种或两种以上的混合物；所述的聚酯多元醇是聚乙交酯二元醇、聚己内酯三元醇、聚碳酸酯二元醇中的一种或两种以上的混合物。
[0009]优选地，所述的聚丁二酸丁二醇酯/脂质复合材料层的组成按重量份计为：聚丁二酸丁二醇酯45
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95份，脂质15
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20份，增塑剂15
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45份，其它生物降解聚酯15
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30份，纳米填料20
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55份，改性淀粉3
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25份，加工助剂0.4
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13份。
[0010]优选地，所述的增塑剂是柠檬酸三乙酯、二醋酸甘油酯、环氧甲酯、三辛酸甘油酯、环氧大豆油中的一种或两种以上的混合物；所述的脂质是蜂蜡、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、液体石蜡、起酥油、大豆油、玉米油中的一种或两种以上的混合物；所述的纳米填料是指纳米碳酸钙、纳米二氧化硅、天然纳米纤维素、改性纳米纤维素、有机改性蒙脱土中的一种或两种以上的混合物；所述的改性淀粉是氧化淀粉、月桂酸淀粉酯、酸处理淀粉、辛烯基琥珀酸淀粉酯中的一种或其两种以上的混合物；所述的其它生物降解聚酯是聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚碳酸亚丙酯、聚乙内酯、聚羟基脂肪酸酯中的一种或两种以上的混合物；所述的加工助剂是指油酸酰胺、芥酸酰胺、甲苯二异氰酸酯、硬脂酸钙中的一种或其两种以上的混合物。
[0011]本专利技术还提供上述复合膜的制备方法，采用多层共挤流延或多层共挤吹塑的方法制备，所制备的复合膜为三层或五层结构。
[0012]优选地，所述的多层共挤流延是指采用两台挤出机和ABA型挤出流延模具制备三层膜，或者采用三台挤出机和ABCBA型挤出流延模具制备五层膜，然后采用三辊压光机或者双向拉伸装置处理薄膜。
[0013]优选地，所述的多层共挤吹塑是指采用两台挤出机和ABA型吹膜机头制备三层膜，或者采用三台挤出机和ABCBA型吹膜机头制备五层膜，复合膜从吹膜机头出来后，采用两次吹泡工艺进行后处理，其中聚丁二酸丁二醇酯/脂质复合材料层的挤出温度为125
‑
175℃，淀粉纳米复合材料层的挤出温度为135
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195℃，机头模具温度为145
‑
190℃，后处理温度为
65
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130℃。
[0014]所述的聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜中，聚丁二酸丁二醇酯/脂质复合材料层为复合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜，其特征在于，所述复合膜为夹心结构，外层为聚丁二酸丁二醇酯/脂质复合材料层，夹心层为淀粉的纳米复合材料层，夹心层厚度为整个复合膜的45%
‑
85%。2.根据权利要求1所述的聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜，其特征在于，所述的聚丁二酸丁二醇酯/脂质复合材料层占复合膜总厚度的15%
‑
55%；所述的复合膜总厚度为35
‑
300微米。3.根据权利要求1所述的聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜，其特征在于，所述夹心层的组成按重量份为：改性淀粉40
‑
85份、增塑剂15
‑
55份、润滑剂0.3
‑
6.5份、增容剂0.4
‑
3.5份、纳米填料10
‑
45份、亲水性聚合物15
‑
55份、多元有机酸0.4
‑
20份、生物降解聚酯4
‑
25份和聚酯多元醇0.3
‑
13份。4.根据权利要求3所述的聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜，其特征在于，所述的改性淀粉为交联羟丙基淀粉、酸处理淀粉、棕榈酸淀粉酯、月桂酸淀粉酯、辛烯基琥珀酸淀粉酯中的一种或两种以上的混合物；所述的增塑剂是甘油、木糖醇、甘露醇、单醋酸甘油酯、柠檬酸酯、葡萄糖、果糖中的一种或两种以上的混合物；所述的润滑剂是硬脂酸锌、硬脂酸钙、单辛酸甘油酯、单油酸甘油酯、石蜡中的一种或其两种以上的混合物；所述的增容剂是马来酸酐、乙烯基三乙氧基硅烷、三异硬脂酰基钛酸异丙酯中的一种或两种以上的混合物；所述的纳米填料是有机改性的蒙脱土、纳米碳酸钙、纳米二氧化硅中的一种或两种以上的混合物；所述的亲水性聚合物是甲基纤维素、聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的一种或其两种以上的混合物；所述的多元有机酸是柠檬酸、2
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羟基丁二酸、己二酸、十二碳二元酸中的一种或两种以上的混合物；所述的生物降解聚酯是聚丁二酸
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己二酸丁二酯、聚己二酸对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乳酸、聚乙内酯中的一种或两种以上的混合物；所述的聚酯多元醇是聚乙交酯二元醇、聚己内酯三元醇、聚碳酸酯二元醇中的一种或两种以上的混合物。5.根据权利要求1所述的聚丁二酸丁二醇酯/淀粉/脂质高阻隔复合膜，其特征在于，所述的聚丁二酸丁二醇酯/脂质复...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文涛，侯汉学，刘瑞平，翟晓松，张瑞，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：