[發明專利]一種生物可降解復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 201210218770.4
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102719104A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 汪學榮;周玲
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: C08L89/00
• 分類號: C08L89/00;C08L1/26;C08K13/02;C08K5/053;C08K5/06;C08K5/1515;C08K3/34;C08J5/18;B65D65/46
• 代理公司: 重慶弘旭專利代理有限責任公司 50209
• 代理人: 李靖;周韶紅

技術領域

本發明涉及一種復合膜及其制備方法，尤其涉及一種生物可降解的復合膜及其制備方法，屬于環保技術領域。

背景技術

傳統的化學合成塑料因其具有質輕、強度高、加工性能好、價格低廉等優點而被廣泛應用于食品包裝和保鮮。但化學合成塑料制品使用后遺棄在自然環境中不可降解或降解程度低，造成了嚴重的“白色污染”。另外，石油、天然氣等不可再生資源越用越少，據報道全世界的石油儲量只能用41年，因而石油基塑料的生產受到很大的阻力，開發新型可降解的包裝材料來代替傳統的化學合成塑料迫在眉睫。近年來，以天然可食性物質（如多糖、蛋白質等）為原料的可食性膜已成為食品包裝領域的研究熱點；與化學合成塑料膜相比，可食性膜同樣可以通過阻止氧氣、水汽及溶質的遷移來保持食品的品質，在自然環境中可生物降解，對環境無污染。此外，可食性膜可直接食用，并可作為營養物質、功能性成分（如抗褐變劑、抑菌劑、防腐劑等）的載體，對于增進人們的身體健康具有十分重要的意義。

蛋清蛋白是一種營養豐富、來源廣泛的蛋白質，其含有人體所需的8種必需氨基酸，尤其是含硫氨基酸較多，作為一種重要的食品加工原料，蛋清蛋白具有許多重要的功能特性，如溶解性、持水性、起泡性、成膜性和凝膠性等。近年來，國內外學者已對其部分功能特性作了很多有益的研究，但對以蛋清蛋白為成膜主料的可食膜的研究還未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種機械性能好的生物可降解復合膜。

本發明的另一目的在于提供上述生物可降解復合膜的制備方法。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種生物可降解復合膜，其特征在于：它是以增塑劑、增強劑、交聯劑、蛋清蛋白和納米SiOx為原料制得的；所述增塑劑由體積比為3：1的甘油與聚乙二醇400組成，增強劑為CMC-Na（羧甲基纖維素鈉），所述交聯劑為環氧氯丙烷。

納米SiOx為本領域技術人員均明確的物質，它是無定型白色粉末(指其團聚體)，是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料；其顆粒尺寸小(為5～15納米)，比表面積大(達640～700m²／g)，表面存在不飽和的殘鍵及不同鍵合狀態的羥基，經高分辨電鏡觀測發現，其表面含有許多納米極介孔結構，用Omnisorp100CX比表面和孔隙率分析儀測得其表面孔隙率值為0．61lml／g，因表面欠氧而偏離了穩態的硅氧結構，故分子式為SiOx。以上原料均為市售產品。

進一步，上述生物可降解復合膜中，上述增塑劑的加入量為30.9g/L、上述的增強劑為5.5g/L、上述的交聯劑為7.1g/L、上述的蛋清蛋白為80g/L、上述的納米SiOx為1g/L。

上述生物可降解復合膜機械性能強、透光率高、氣體阻隔性好且熱封性能好，可用于替代或部分替代塑料膜，應用前景廣闊。

發明人在研發過程中發現，若制備方法控制不好，易出現成膜率不高、成膜不均勻的問題，因此優選以下制備方法。

上述生物可降解復合膜的制備方法，其特征在于，按如下步驟進行：

1、將納米SiOx加入到蒸餾水中，超聲分散均勻后，得納米SiOx懸浮液；

2、向上述分散均勻的納米SiOx懸浮液中添加蛋清蛋白和上述的增塑劑，磁力攪拌均勻，用1mol/L的NaOH調節溶液pH值至7；

3、再加入上述的增強劑和交聯劑，在攪拌狀態下60℃水浴30min，過濾，加入0.6g/L（即過濾后的每1L膜液中加入0.06g）的市售高碳醇脂肪酸脂食用消泡劑對膜液進行消泡、在90W的功率下超聲脫氣30min，冷卻，量取脫氣液于涂有0.05mL/100cm²吐溫80的塑料板上流延成膜，將塑料板放入60℃鼓風干燥箱中干燥3.0h、揭膜制得本發明生物可降解復合膜。

以上制得的生物可降解復合膜在RH<90％環境下密封貯存可長達1年不會變質。

本發明具有如下有益效果：

本發明生物可降解復合膜具有優異的機械性能和阻隔性能，其拉伸強度達3.68±0.046MPa、斷裂伸長率為57.2±0.361%；水蒸氣透過系數為4.84±0.436g·mm/m²·d·kPa、透油系數低于0.50g·mm/m²·d、空氣透過系數低于1.0×10^-12cm³(標態)·cm/cm²·s·kPa；透光率高、熱封性能好；具有塑料包裝膜的使用性能，完全可替代現有的塑料包裝膜。