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一种三层共挤生物降解保鲜薄膜及其制备方法

来源:ayx爱游戏官网    发布时间:2025-12-21 03:21:04

  

一种三层共挤生物降解保鲜薄膜及其制备方法

  1.一种三层共挤生物降解保鲜薄膜,其特征是,依次为PBAT/改性淀粉层、PVA/淀粉

  所述的PBAT/改性淀粉层如下的重量份数的组分:60~90份PBAT、10~40份改性淀粉、

  0.5~1份相容剂、0.5~1份的疏水改性剂,0.1~1份抗氧剂、0.5~1份开口剂、1~5份PLA、1

  ~5份无机填料,其中改性淀粉为甘油增塑改性的淀粉,制备方法如下,将淀粉置于高速混

  合机中,缓慢添加甘油,添加完成后继续搅拌得到甘油增塑改性的淀粉,其中淀粉和甘油的

  质量比为10:(2‑4);相容剂为含有多环氧官能团的芳香族化合物,选自N,N,N,N‑四缩水

  甘油基‑4,4‑二氨基二苯醚、9,9‑二[(2,3‑环氧丙氧基)苯基]芴、9,9‑双(4‑环氧丙基氧‑

  3‑甲苯基)芴、三缩水甘油基氨基间甲酚、三缩水甘油基对氨基苯酚或三缩水甘油基间氨基

  所述的PVA/淀粉层如下的重量份数的组分:60~90份PVA、10~40份淀粉、20~40份由

  甘油和分子量低于600的聚乙二醇或聚丙二醇组成的复配增塑剂、0.1~1份抗氧剂、0.5~1

  2.根据权利要求1所述的三层共挤生物降解保鲜薄膜,其特征是,所述的开口剂为芥

  3.根据权利要求1或2所述的三层共挤生物降解保鲜薄膜,其特征是,所述的无机填

  4.根据权利要求1或2所述的三层共挤生物降解保鲜薄膜,其特征是,所述的加工润

  滑剂为聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000或聚乙二醇10000的一

  5.权利要求1所述的三层共挤生物降解保鲜薄膜的制备方法,其特征是,包括以下步

  (1)PBAT/改性淀粉吹膜粒料制备:将改性淀粉置于高速混合机中,依次按照计量组分

  加入PBAT、相容剂、疏水改性剂、抗氧剂、开口剂、PLA、无机填料,均匀搅拌后出料,再经双螺

  (2)PVA/淀粉吹膜粒料制备:将PVA、淀粉、抗氧剂、开口剂、滑石粉、加工润滑剂按照计

  量组分置于高速混合机中,混合均匀,然后升温至80℃,继续搅拌,并缓慢加入甘油和分子

  量低于600的聚乙二醇或聚丙二醇组成的复配增塑剂,添加完成后继续搅拌10~20分钟,然

  (3)将PBAT/改性淀粉吹膜粒料、PVA/淀粉吹膜粒料输送到三层共挤吹膜机组,吹塑成

  6.根据权利要求5所述三层共挤生物降解保鲜薄膜的制备方法,其特征是,改性淀粉

  制备方法如下,将淀粉置于高速混合机中,缓慢添加甘油,添加完成后继续搅拌得到甘油增

  8.根据权利要求7所述三层共挤生物降解保鲜薄膜在食品的保鲜包装中的应用,其特

  方法进行生理调控,尽可能的保持其原有品质特征。随着科学农业的发展,市场使用的保鲜

  方法也慢慢变得多,其中,选用优越性能的生物可降解材料用于生鲜食品的包装,既满足人们

  安全营养健康的饮食追求,又同时符合绿色的环保理念。PBAT(对苯二甲酸‑己二酸‑丁二醇

  共聚酯)是当前中国环保市场的主流生物降解塑料,究其原因是PBAT的加工性能类似于

  LDPE,可进行吹塑成型;PBAT弹性好,防水抗撕裂,可与食品接触;力学性能优异,具有良好

  果蔬初始品质。但PBAT膜对气体阻隔性能很差,且会因其自粘性而粘接在一起,因此,作保

  鲜膜材料必须与其他材料共混改性;另外PBAT具有较高的生产所带来的成本,限制了其发展和应用。

  因此,与价格低且拥有非常良好气体阻隔性能的生物降解材料共混改性是最优选择。PVA(聚

  乙烯醇)和淀粉是两种COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量)极低的特性的生物降解材料,

  可赋予复合膜对氧气的强阻隔性能,且价格相对低廉,但两者阻湿性差。另外,天然淀粉因

  具有微晶结构及粒状结构,不具备热塑加工性能,PVA分子间和分子内具有较强的氢键作

  用,其熔点与分解温度十分接近,难以热塑加工,这在很大程度上限制了PVA和淀粉在保鲜

  的PBAT/改性淀粉为外层和内层、高阻隔性的PVA/淀粉为中间层,通过三层共挤吹塑成型制

  得三层生物降解保鲜薄膜,具备优秀能力的力学性能,平整光滑的优异的外观表现,低吸湿率,

  高稳定性,高气体阻隔性以及优异的生物降解性,此外成本低,满足对食品的保鲜包装要

  一种三层共挤生物降解保鲜薄膜,依次为PBAT/改性淀粉层、PVA/淀粉层和PBAT/

  所述的PBAT/改性淀粉层如下的重量份数的组分:60~90份PBAT、10~40份改性淀

  粉、0.5~1份相容剂、0.5~1份的疏水改性剂,0.1~1份抗氧剂、0.5~1份开口剂、1~5份

  PLA(聚乳酸)、1~5份无机填料,其中改性淀粉为甘油增塑改性的淀粉,制备方法如下,将淀

  粉置于高速混合机中,缓慢添加甘油,添加完成后继续搅拌得到甘油增塑改性的淀粉,其中

  淀粉和甘油的质量比为10:(2‑4);相容剂为含有多环氧官能团的芳香族化合物,选自N,N,

  环氧丙基氧‑3‑甲苯基)芴、三缩水甘油基氨基间甲酚、三缩水甘油基对氨基苯酚或三缩水

  所述的PVA/淀粉层如下的重量份数的组分:60~90份PVA、10~40份淀粉、20~40

  份由甘油和分子量低于600的聚乙二醇或聚丙二醇组成的复配增塑剂、0 .1~1份抗氧剂、

  所述的加工润滑剂为聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000、聚乙二醇8000

  (1)PBAT/改性淀粉吹膜粒料制备:将改性的淀粉置于高速混合机中依次按照计量

  组分加入PBAT、相容剂、疏水改性剂、抗氧剂、开口剂、PLA、无机填料,均匀搅拌后出料,再经

  (2)PVA/淀粉吹膜粒料制备:将PVA、淀粉、抗氧剂、开口剂、滑石粉、加工润滑剂按

  照计量组分置于高速混合机中,混合均匀,然后升温至80℃,继续搅拌,并缓慢加入甘油和

  分子量低于600的聚乙二醇或聚丙二醇组成的复配增塑剂,添加完成后继续搅拌10~20分

  (3)将PBAT/改性淀粉吹膜粒料、PVA/淀粉吹膜粒料输送到三层共挤吹膜机组,吹

  改性淀粉制备方法如下,将淀粉置于高速混合机中,缓慢添加甘油,添加完成后继

  续搅拌得到甘油增塑改性的淀粉,其中淀粉和甘油的质量比为10:4~10:2。

  1、本发明提供的薄膜外层和内层为PBAT/改性淀粉层,中间层为PVA/淀粉层,各层

  均含有淀粉,减少了PBAT的含量从而明显降低了薄膜的成本,且制备方法简单,易于工业化

  2、本发明以含多环氧官能团的相容剂改善了PBAT与淀粉的相容性,烷基烯酮二聚

  物疏水改性剂的添加降低了PBAT/淀粉层的吸湿性,同时薄膜三层都具有淀粉保证各层之

  3、本发明创新性的利用三层共挤技术以热封性和耐水性好的PBAT基材料作为内

  层和外层,以亲水且具备优秀能力气体阻隔性的PVA基生物降解热塑性材料作为中间层,两者协

  4、本发明的生物降解薄膜主要成分PBAT、淀粉和PVA均可完全生物降解,属于生物

  总之,本发明制得三层生物降解保鲜薄膜,具备优秀能力的力学性能,平整光滑的优异

  的外观表现,低吸湿率,高稳定性,高气体阻隔性以及优异的生物降解性,此外成本低,满足

  三层共挤生物降解保鲜薄膜依次为PBAT/改性淀粉层、PVA/淀粉层和PBAT/改性淀

  (1)PBAT/改性淀粉吹膜粒料制备:将1kg淀粉置于高速混合机中,缓慢添加300g甘

  油,添加完成后继续搅拌10min得到甘油增塑改性的淀粉,然后依次加入8.7kgPBAT、60g  N,

  N,N,N‑四缩水甘油基‑4,4‑二氨基二苯醚相容剂、50g烷基烯酮二聚物疏水改性剂、30g

  以上),均匀搅拌后出料,再经双螺杆挤出机挤出造粒得到PBAT/改性淀粉吹膜粒料;

  168、50g芥酸酰胺开口剂、100g滑石粉、500g聚乙二醇4000加工润滑剂置于高速混合机中,

  混合均匀,然后升温至80℃,继续搅拌,并缓慢加入3.5kg复配增塑剂(由2kg甘油和1kg聚乙

  二醇200或聚丙二醇200和0.5kg聚乙二醇400或聚丙二醇400复配而成)添加完成后继续搅

  拌10~20分钟,然后出料,再经双螺杆挤出机挤出造粒得到PVA/淀粉吹膜粒料;

  (3)将PBAT/改性淀粉吹膜粒料、PVA/淀粉吹膜粒料输送到三层共挤吹膜机组,吹

  参考实施例1,不同之处在于,步骤1)中干燥淀粉为2kg,甘油为600g,PBAT为

  参考实施例1,不同之处在于,步骤1)中干燥淀粉为3kg,甘油为900g,PBAT为

  参考实施例1,不同之处在于,步骤1)中干燥淀粉为3kg,甘油为900g,PBAT为

  6.1kg,相容剂为60g三缩水甘油基对氨基苯酚;步骤(2)中PVA为7kg,干燥淀粉为3kg。

  参考实施例1,不同之处在于,步骤1)中干燥淀粉为3kg,甘油为900g,PBAT为

  6.1kg,相容剂为60g三缩水甘油基间氨基苯酚;步骤(2)中PVA为7kg,干燥淀粉为3kg。

  参考实施例1,不同之处在于,步骤1)中干燥淀粉为3kg,甘油为900g,PBAT为

  6.1kg,相容剂为60g三缩水甘油基氨基间甲酚;步骤(2)中PVA为7kg,干燥淀粉为3kg。

  参考实施例6,不同之处在于,无PVA/淀粉层,只有PBAT/改性淀粉层。

  参考实施例6,不同之处在于,步骤(1)PBAT替换为PBS(聚丁二酸丁二醇酯)。

  参考实施例6,不同之处在于,步骤(1)和(2)中干燥淀粉替换为PBS,且步骤(1)中

  参考实施例6,不同之处在于,步骤(2)中PVA替换为PVAc(聚醋酸乙烯酯)。

  实施例1~6与对比例1~6得到的三层共挤生物降解保鲜薄膜性能测试结果参见

  从表1‑3可知,实施例1‑6生产的三层共挤生物降解保鲜薄膜有着高于19MPa的拉

  伸强度、高于650%的断裂伸长率,高于120N/mm的撕裂强度,具备优秀能力的力学性能,有着平

  整光滑的优异的外观表现,水环境下低于2.1%的吸湿率,高于98%的泡水剩余质量的高稳

  特别实施例6与对比例1和对比例2对比可知,本发明PBAT/改性淀粉层与PVA/淀粉

  透过率系数显着降低,参见表3,这原因是对比例2中暴露的PVA/淀粉层

  容易表面吸水溶胀导致厚度增大和测得的水蒸气、氧气和二氧化碳透过率很高,而作为中

  间层后,发挥协同作用,各气体透过率逐步降低。对比例1,2生产单层的PBAT/淀粉,PVA/

  淀粉薄膜由于存在保鲜上的性能不足,PBAT/淀粉的水蒸气和氧气透过率较高,而PVA/淀

  粉,由于缺少PBAT/淀粉膜层的保护,更易吸收环境中的水分导致氧气透过率跟随下降,不

  能满足常规果蔬的保鲜包装应用要求。用PBS代替PBAT的对比例3和用PBS代替干燥淀粉且

  没有加入相容剂的对比例4,混合效果差易分相且受力易分层,且对比例4有着高的氧气透

  过,这些缺点存在导致其不可以应用于保鲜。用PVAc代替PVA的对比例5生产的薄膜不能够满足