一种可生物降解的包装膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种可生物降解的包装膜及其制备方法，制备时以聚乙烯醇、玉米淀粉、氧化石墨烯、纤维素等组分进行铸膜液的制备，以得到可生物降解的包装膜，该包装膜具有优异的阻隔性能，绿色环保，可广泛应用于食品保鲜、运输包装等领域。本方案中引入了氧化石墨烯和纤维素，氧化石墨烯的片层结构能够有效阻隔水蒸汽和氧气的透过，纤维素对淀粉膜内部进行填充交联，以提高膜层致密性，纤维素与氧化石墨烯相互配合，使得产品具有较优异的阻隔性能和耐水性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种可生物降解的包装膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及包装膜
，具体为一种可生物降解的包装膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]塑料包装材料因其质轻价廉和优良的加工性能，已广泛的在人们生活和生产的多个领域得到广泛推广和应用。在20世纪50年代以后，塑料包装材料在原料利用、研究开发及生产应用等方面都迅速发展变化，并成为研究人员关注的热门话题。
[0003]现有包装膜制备时，遵循着绿色环保的原则，现有研发人员开始以淀粉、聚乙烯醇等可降解组分作为膜层原料进行制备，同时还会掺杂氧化石墨烯等粒子增强，但在实际研发时发现，单纯的氧化石墨烯的添加对于膜层的性能提升较不明显，无法满足我们的实际需求。
[0004]针对该问题，我们公开了一种可生物降解的包装膜及其制备方法，以得到一种性能优异的包装膜。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种可生物降解的包装膜及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种可生物降解的包装膜的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)取巯基化石墨烯和去离子水混合，超声分散40
‑
50min，得到石墨烯分散液；在石墨烯分散液中加入炔基化淀粉和光引发剂，搅拌20
‑
30min，紫外光照射30
‑
40min，得到溶液A；
[0009](2)取聚乙烯醇和去离子水，混合均匀得到聚乙烯醇水溶液；取环氧化淀粉、玉米淀粉和去离子水，混合均匀得到淀粉溶液；取聚乙烯醇水溶液、淀粉溶液共混，再加入溶液A、纤维素和交联剂，搅拌1
‑
2h，得到铸膜液；
[0010]取铸膜液，流延成膜，干燥，得到包装膜。
[0011]较优化的方案，步骤(1)中，巯基化石墨烯的制备步骤为：取氧化石墨烯和硫脲，氮气环境下加入氢溴酸，混合均匀后升温至60
‑
65℃，回流反应10
‑
12h，冷却至20
‑
25℃，冰水浴下反应20
‑
30min，加入氢氧化钠，搅拌反应6
‑
8h，搅拌后硫酸调节pH至2
‑
3，收集产物，真空干燥，得到巯基化石墨烯。
[0012]较优化的方案，所述氧化石墨烯与硫脲的质量比为1：(8
‑
10)。
[0013]较优化的方案，所述交联剂为戊二醛；步骤(2)中各组分原料包括：以重量计，聚乙烯醇50
‑
60份、环氧化淀粉10
‑
15份、玉米淀粉10
‑
15份、溶液A 8
‑
10份、纤维素4
‑
6份、交联剂5
‑
7份；
[0014]所述聚乙烯醇水溶液的质量浓度为7
‑
9％，所述淀粉溶液的质量浓度为3
‑
5％。
[0015]较优化的方案，步骤(2)中，干燥时在紫外光照射下进行。
[0016]较优化的方案，步骤(1)中，炔基化淀粉的制备步骤为：取醋酸
‑
醋酸钠缓冲溶液，加入羧甲基淀粉、炔丙胺和氰基硼氢化钠，搅拌混合均匀，在50
‑
55℃水浴下搅拌反应4
‑
5d，反应结束后透析除杂，冷冻干燥，得到炔基化淀粉。
[0017]较优化的方案，步骤(2)中，环氧化淀粉的制备步骤为：取玉米淀粉和乙酸乙酯混合，加入环氧氯丙烷和吡啶，搅拌均匀，60
‑
65℃油浴下搅拌反应2
‑
2.5h，反应结束后抽滤洗涤，真空干燥，得到环氧化淀粉。
[0018]较优化的方案，所述环氧氯丙烷添加量为玉米淀粉质量的30
‑
35％；所述吡啶添加量为玉米淀粉质量的10
‑
12％。
[0019]较优化的方案，步骤(1)中，所述光引发剂为2
‑
羟基
‑2‑
甲基
‑1‑
苯基
‑1‑
丙酮，紫外光波长为365nm。
[0020]较优化的方案，根据以上任意一项所述的一种可生物降解的包装膜的制备方法制备的包装膜。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0022]本专利技术公开了一种可生物降解的包装膜及其制备方法，制备时以聚乙烯醇、玉米淀粉、氧化石墨烯、纤维素等组分进行铸膜液的制备，以得到可生物降解的包装膜，该包装膜具有优异的阻隔性能，绿色环保，可广泛应用于食品保鲜、运输包装等领域。本方案中引入了氧化石墨烯和纤维素，氧化石墨烯的片层结构能够有效阻隔水蒸汽和氧气的透过，纤维素对淀粉膜内部进行填充交联，以提高膜层致密性，纤维素与氧化石墨烯相互配合，使得产品具有较优异的阻隔性能和耐水性能。
[0023]在实际研发时发现，单纯的氧化石墨烯的添加对于膜层的性能提升较不明显，无法满足我们的实际需求，因此在现有方案基础上，本申请对氧化石墨烯进行巯基化改性，通过氧化石墨烯的羟基与硫脲反应接枝，以生成巯基化石墨烯，同时在方案中引入炔基化淀粉，通过硫醇
‑
炔点击反应提高氧化石墨烯和其他淀粉组分之间的相容性，同时也提高氧化石墨烯与其他淀粉组分之间的交联性，使得氧化石墨烯的阻隔性能更为优异，膜层耐水性得到提升。
[0024]由上可知，本方案中氧化石墨烯在铸膜液体系内的相容性较为优异，其原因在于：
①
炔基化淀粉的引入；
②
环氧化淀粉的引入、氧化石墨烯和硫脲的质量比限定。
[0025]具体陈述为：在本方案中，利用炔基化淀粉在氧化石墨烯表面接枝，使其能够与玉米淀粉、环氧化淀粉、聚乙烯醇等组分相容性提高，并均匀分散至铸膜液中；同时，方案限定了氧化石墨烯与硫脲的质量比为1：(8
‑
10)，在氧化石墨烯表面巯基化过程中，由于羟基的结合能比环氧基小，因此在反应时，硫脲会先与羟基反应，再与环氧基发生开环反应，因此本方案为进一步提高环氧化淀粉与氧化石墨烯的相容性，在反应时限定了硫脲的添加量，以保证氧化石墨烯含有足够的环氧基，环氧基、炔基化淀粉的存在能够使其在方案体系中相容性更为优异。
[0026]此处需预先提及：利用“玉米淀粉+环氧化淀粉+炔基化淀粉+聚乙烯醇”作为铸膜液主料，该配方是申请人自主研发的具体创造性的方案，其原因在于：一方面，该配方下膜层的交联度得到提高，膜层致密性更好，综合性能更为优异；另一方面，在本方案膜层实际加工应用时，包装膜层制备后会在膜层表面涂覆浸渍一层环氧树脂膜层，方案一般为将环氧树脂、固化剂、溶剂混合，溶剂包括但不仅限于丙酮，混合后将淀粉膜层浸渍一段时间，后
加热固化，得到最终的带有环氧树脂膜层的淀粉膜，以进一步提高膜层的耐水性能。
[0027]但在实际操作时，该环氧树脂膜层可根据实际需要选择是否进行涂覆，一般需要根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可生物降解的包装膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)取巯基化石墨烯和去离子水混合，超声分散40
‑
50min，得到石墨烯分散液；在石墨烯分散液中加入炔基化淀粉和光引发剂，搅拌20
‑
30min，紫外光照射30
‑
40min，得到溶液A；(2)取聚乙烯醇和去离子水，混合均匀得到聚乙烯醇水溶液；取环氧化淀粉、玉米淀粉和去离子水，混合均匀得到淀粉溶液；取聚乙烯醇水溶液、淀粉溶液共混，再加入溶液A、纤维素和交联剂，搅拌1
‑
2h，得到铸膜液；取铸膜液，流延成膜，干燥，得到包装膜。2.根据权利要求1所述的一种可生物降解的包装膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，巯基化石墨烯的制备步骤为：取氧化石墨烯和硫脲，氮气环境下加入氢溴酸，混合均匀后升温至60
‑
65℃，回流反应10
‑
12h，冷却至20
‑
25℃，冰水浴下反应20
‑
30min，加入氢氧化钠，搅拌反应6
‑
8h，搅拌后硫酸调节pH至2
‑
3，收集产物，真空干燥，得到巯基化石墨烯。3.根据权利要求2所述的一种可生物降解的包装膜的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯与硫脲的质量比为1：(8
‑
10)。4.根据权利要求1所述的一种可生物降解的包装膜的制备方法，其特征在于：所述交联剂为戊二醛；步骤(2)中各组分原料包括：以重量计，聚乙烯醇50
‑
60份、环氧化淀粉10
‑
15份、玉米淀粉10
‑
15份、溶液A 8
‑
10份、纤维素4...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕冬华，
申请(专利权)人：无锡市鸿声中心塑料彩印有限公司，
类型：发明
国别省市：