[發明專利]一種抗菌可降解包裝材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510516064.1
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN105037812A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 史昌蓉
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: C08L1/02
• 分類號: C08L1/02;C08L23/08;C08L29/04;C08J5/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 梁濤

技術領域

本發明涉及一種抗菌可降解包裝材料及其制備方法，屬于包裝材料領域。

背景技術

隨著科學技術及人類文明的進步，人們對物品的包裝要求越來越高，各種多樣化、功能化的包裝材料也相繼出現。社會在為人們提供便利的同時，人們也在無形之中對我們賴以生存的環境造成了破壞，為了響應國家生態文明建設及可持續發展的要求，可降解包裝材料的研發和應用得到廣泛的關注。另一方面，中國是一個蔬菜種植和消費大國，但是由于技術不成熟、工藝條件比較落后以及運輸過程中的磕碰問題等各種原因造成的蔬菜腐爛損失非常嚴重，每年造成巨大的經濟損失。

發明內容

為了解決上述兩個問題，我們研究并制備一種抗菌、可生物降解的包裝材料，在保證蔬菜保鮮效果的同時，包裝材料丟棄后不會對環境造成污染，符合綠色包裝的要求，屬于真正意義上的綠色功能包裝材料。

本發明的首要目的在于提供一種抗菌可降解包裝材料的制備方法，該方法通過超聲處理絲瓜絡纖維素得到絲瓜絡浸提液，大大縮短了反應的時間，降低了能量的消耗，并降低了成本，也有利于環境的保護，真正達到綠色包裝的要求。

本發明的另一目的在于提供通過上述制備方法得到的抗菌可降解包裝材料。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案為：一種抗菌可降解包裝材料的制備方法，包括以下步驟:

(1)將60-100g絲瓜絡粉和1000-1200mL的去離子水在容器中進行混合，得到反應溶液；將含有反應溶液的容器放入恒溫超聲儀中，在超聲功率為300-500w、超聲溫度40-60℃的條件下用攪拌器攪拌0.5-2h后過濾，取濾液，得到絲瓜絡浸提液；

其中絲瓜絡具有三維網狀和纖維細柱狀結構，物理性能良好，安全、無害，韌性強，疏水性、透氣性好、質輕、強度和硬度適中，可降解、可再生等優點。常被直接或改性后用于制備各種材料的載體。

上述絲瓜絡粉是為了更容易提取出絲瓜絡浸提液，恒溫是由于超聲會產生熱效應，使溶液中的溫度快速升高，當溫度達到一定的高度時就會破壞纖維素，所以要在恒溫條件下進行，超聲的空化作用會產生空化泡，空化泡破裂產生微射流，微射流對纖維素形成沖擊，使其發生震動，更有利于絲瓜絡浸提液的提取，并可以減少提取的時間，降低提取的溫度，減少能力的消耗，提高能源的利用效率。

(2)將聚乙烯醇加入到去離子水中，并在40-60℃恒溫水浴中攪拌均勻，得到質量體積比(g:mL)3％-5％的聚乙烯醇溶液；

其中聚乙烯醇英文名稱：PolyvinylAlcohol，簡稱：PVA，分子式為(C2H4O)n。聚乙烯醇是一種白色粉末或顆粒狀水溶性高分子樹脂，由聚乙酸乙烯酯水解而得到。聚乙烯醇憑借其優異的生物可降解性、耐藥品性、生物兼容性、物理性質等特點，使其在工業和日常生活中應用廣泛。聚乙烯醇溶解過程為：親和潤濕-溶脹-無限溶脹-溶解。聚乙烯醇與親水性的纖維素粘結力較好，且其粘結強度受聚合度、醇解度的影響，一般情況下，聚合度、醇解度越高，粘結強度越大，可以用作粘結劑；聚乙烯醇具有表面活性，可減小水的表面張力，因此可以作為乳化劑或分散劑；聚乙烯醇成膜性能良好，其吹塑薄膜具有較好的機械性能，且聚合度、醇解度越高，薄膜拉伸強度越強；聚乙烯醇是一種環保、無毒、安全性非常高的聚合物，在日常生產和生活中應用非常廣泛；聚乙烯醇能夠形成非常強韌、耐撕裂的膜，膜的耐磨性能較好，由于聚乙烯醇的這些良好的特性，其用于包裝食品，不僅隔氧、保色、保質、耐油，而且無毒，因此，很適合作為食品的包裝材料。聚乙烯醇的可降解性能使得其加工生產的薄膜，在土壤中能夠被細菌降解為CO2和H2O，解決了塑料難降解對環境的污染問題，可用于一次性包裝袋等。本發明適用任意聚合度和粘度的的聚乙烯醇。

(3)將微晶纖維素和絲瓜絡浸提液按質量比為2:3-4:5的比例混合，浸泡8-11h后攪拌均勻，得到絲瓜絡纖維素乳液，將聚乙烯醇溶液和VAE乳液以質量比為2:3-4:5的比例混合，向其中添加絲瓜絡纖維素乳液，并攪拌1.5-3h，得到共混乳液；

其中微晶纖維素的原料纖維素是自然界中分布最廣、含量最多的一種天然有機高分子材料，可由植物產生，來源廣泛、成本較低，也是一種低成本、環保型原材料。由于纖維素和聚乙烯醇中都含有大量的羥基，因此可以形成分子間氫鍵，形成較高的分子間作用力，具有較好的相容性。