[發(fā)明專利]一種改性PVA復合包裝膜及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610037739.9
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN105542365A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 張莉瓊;涂志剛;潘斌;劉曉艷;趙素芬;許境填;呂云帆;鐘永強;鄭惠君
• 申請（專利權(quán)）人: 中山北化高分子材料有限公司
• 主分類號: C08L29/04
• 分類號: C08L29/04;C08L5/02;C08K13/02;C08K5/053;C08K5/17;C08K3/26;B29C47/92;B65D65/38
• 代理公司: 中山市科創(chuàng)專利代理有限公司 44211
• 代理人: 毛海娟

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種改性PVA復合包裝膜及其制備方法，屬于塑料 薄膜生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】

魔芋葡甘聚糖(KGM)是從天然植物魔芋球莖中分離、提取的一 種非離子型水溶性高分子多糖，具有較好的增稠性、膠凝性、粘結(jié) 性、吸水性，在食品和食品添加劑工業(yè)具有廣泛的應用；其水溶膠在 適當條件下可成膜；魔芋葡甘聚糖的水溶液具有水溶性和保水性，分 子中含有大量羥基，水分子與魔芋葡甘聚糖分子內(nèi)部或者分子間能形 成氫鍵的可能性極大，隨著水溶液體系粘度的增加而流動性減少變成 凝膠態(tài)，加工困難。PVA(聚乙烯醇)是由聚醋酸乙烯水解而得到的白 色、粉末狀樹脂。我國自20世紀60年代研究生產(chǎn)以來，目前產(chǎn)量居 世界首位。聚乙烯醇薄膜具有優(yōu)良的透明度和光澤性、良好的氣體阻 隔性、極佳的強韌性、耐撕裂性和耐磨性等優(yōu)點，并在一定條件下具 有水溶性和生物降解性，是近年來發(fā)展迅速的新型綠色材料之一。光 學性能和力學性能是包裝膜最重要的性能之一，但由于以往為提高魔 芋葡甘聚糖(KGM)和PVA(聚乙烯醇)的共混體系的加工性能往往 犧牲了其包裝膜的光學性能和力學性能。

現(xiàn)有技術(shù)中，也有對魔芋葡甘聚糖(KGM)和PVA(聚乙烯醇) 的共混體系進行改性制膜的，例如中國專利(申請?zhí)?02115955.6):一 種生物全降解包裝膜及其制備方法和中國專利申請(申請?zhí)枺海? 201110121514.9)：一種可降解的包裝膜及制造方法。但這兩個技術(shù) 方案都屬于以魔芋精粉、a-淀粉酶、醋酸酐、聚乙烯醇為原料，單 一增塑劑流延制備成膜。前者側(cè)重于配方設計，后者側(cè)重實施并測定 了流延膜的力學性能，光學性能尚未提及。流延膜的厚度通常為吹塑 薄膜的3倍，提高了同等面積的薄膜生產(chǎn)成本，降低了薄膜的光學性 能。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可降解，工 藝簡單，性能優(yōu)異的改性PVA復合包裝膜。

本發(fā)明的另一目的是提供一種上述改性PVA復合包裝膜的制備 方法.

本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：

一種改性PVA復合包裝膜，其特征在于由以下重量百分比組分組 成：

所述復合包裝膜由吹塑成型制得單層薄膜，所得單層薄膜厚度為 19-22μm。

本發(fā)明中的聚乙烯醇樹脂的粘度為20.5～24.5cps，醇解度 87-89％。

本發(fā)明中的述復配增塑劑為甘油、二乙醇胺、山梨醇按重量比1： 1：1～2混合而成。

本發(fā)明中的填料粒徑范圍在1～2μm之間，選自滑石粉、云母、 粘土、硅灰石和碳酸鈣中的一種或幾種的任意配比。

本發(fā)明用PVA(聚乙烯醇樹脂)與魔芋葡甘聚糖(KGM)共混， 通過添加由甘油、二乙醇胺、山梨醇復配的增塑劑，填料后使用雙螺 桿擠出機擠出造粒，最后使用吹膜機吹塑成型制備出復合包裝膜。

PVA分子鏈為鋸齒形直鏈型，結(jié)構(gòu)規(guī)整性，結(jié)晶度高，由于其分 子結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基，分子內(nèi)或分子間均易形成較強的氫鍵，導 致其熔點較高，且分解溫度很接近，熔融加工溫度區(qū)間較窄，熔融加 工較難。PVA的熱塑加工可使用添加有機塑化劑或者與可降解的天 然高分高分子材料共混的方法來實現(xiàn)，其目的是改善熱熔融性能，常 用的塑化劑有多元醇小分子、醇胺類小分子、酰胺類小分子以及低分 子量的聚乙二醇，在使用過程中如加入量較少時，難以保證PVA分 子得到充分塑化，當加入量增大時，塑化劑分子與PVA相容性有限， 容易造成塑化劑移和析出現(xiàn)象。復配增塑劑中的甘油、山梨醇均含有 大量的羥基結(jié)構(gòu)，與同樣含有大量羥基的PVA相容性較好，但是由 于PVA分子結(jié)構(gòu)中的氫鍵阻礙，很難直接插入分子間起到增塑作用； 二乙醇胺分子能與PVA中未醇解的醋酸酯基團反應，在一定的條件 下能進入氫鍵密集的聚合物分子鏈間，發(fā)生氨解反應，并在分子鏈間 形成了一種新的塑化劑分子N,N二羥乙基乙酰胺。二乙醇胺分子與 醋酸酯基團反應后，分子鏈間的氫鍵相對分子內(nèi)的氫鍵減弱，而且分 子鏈間進入新的塑化劑N,N二羥乙基乙酰胺后，鏈間距會增大，所 以新的塑化劑分子N,N二羥乙基乙酰胺能夠迅速的破壞結(jié)晶區(qū)分 子鏈間的氫鍵作用，使分子鏈間產(chǎn)生的了一定間隙促使甘油和山梨醇 小分子能夠順利的插入晶區(qū)分子鏈間。