聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種可降解食品包裝材料及其制備方法，特別是一種聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]納米纖維素具有極高的拉伸強度(7500Mpa)，極高的剛度(楊氏模量在10-HOGPa左右)，極高的比表面積(150-250m2/g)及出色的電光學性能等，日漸受到國內外學者和工業界的關注，這種新型納米粒子己在多個領域薪露頭角，其中包括聚合物材料的填充劑，醫學應用、凈化工業及傳導應用等。
[0003]聚乳酸是一種可降解脂肪族聚酯，在食品包裝材料及醫學材料等方面的應用前景廣闊。聚乳酸本身具有很多獨特的優點，它的研宄和推廣促進了農產品的深加工，有利于提高農業經濟收入，它的使用代替了傳統石油基材料，減少了大量的能源消耗，它的利用不會增加對環境的壓力，它的成型可通過多種后加工方式(擠出、注塑、壓膜等)，由此制成不同功用的材料。但同時，聚乳酸材料性能上也存在一些缺陷，包括材料性脆，親水性弱，結晶速率慢，降解難調控，生產成本高及在某些醫學應用上強度不夠。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于，提供一種聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料及其制備方法。本發明工藝路線完全環境友好，并且實驗操作性相對簡單。
[0005]本發明的技術方案:聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料，其特征在于:以聚乳酸、微晶纖維素、聚乙二醇、硫酸、氫氧化鈉為原料，制備聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料。
[0006]前述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料中，以10-15份微晶纖維素、10-15份聚乙二醇100-110份聚乳酸、1-3份硫酸、1_3份氫氧化鈉為原料，制備聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料；所述份為重量份。
[0007]前述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法，其特征在于:按下述步驟進行制備:
[0008]①在冰水浴中，將微晶纖維素加入水中制成1wt %的微晶纖維素水溶液，之后，邊磁力攪拌邊向10wt%微晶纖維素的水溶液中滴加濃硫酸，設定溫度60°C，將所得懸浮液進行離心(12000rpm，1min)，去上層清液，重復五次(或離心后所得上清液已渾濁，可停止離心)，離心樣品在冰水浴中超聲半個小時后，滴加氫氧化鈉，調節PH值至中性，得A料；
[0009]②將聚乙二醇加入到水中配制成1wt%的聚乙二醇水溶液，將A料加入到1wt%的聚乙二醇水溶液，磁力攪拌2h后，90°C水浴蒸發溶劑，待水溶劑蒸發完全后，再在50°C下，真空干燥12h，得B料；
[0010]③將B料在170°C、30rpm條件下，密煉機混煉5min，制得聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料。
[0011]前述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法中，所述硫酸的品級為分析純。
[0012]前述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法中，所述聚乳酸的品級為分析純。
[0013]前述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法中，所述微晶纖維素的品級為分析純。
[0014]前述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法中，所述聚乙二醇的品級為化學純。
[0015]前述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法中，所述氫氧化鈉的品級為分析純。
[0016]與現有技術相比，本發明將聚乙二醇作為納米纖維素與聚乳酸的增容劑制備聚乳酸/納米纖維素復合材料，首先將納米纖維素分散于聚乙二醇基體中，然后與聚乳酸溶融共混得到納米復合材料。該工藝路線完全環境友好，并且操作簡單。實驗所得納米纖維素的形態多為棒狀，橫向直徑在20-30nm，長度大部分分布在200nm及400nm附近，納米纖維素的結晶度為48%，同時微晶纖維素的結晶度為46%，納米纖維素的結晶度略有提高。
【具體實施方式】
[0017]下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但并不作為對本發明限制的依據。
[0018]實施例。聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料，其特征在于:以聚乳酸、微晶纖維素、聚乙二醇、硫酸、氫氧化鈉為原料，制備聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料。
[0019]比較好的是，以10-15份微晶纖維素、10-15份聚乙二醇100-110份聚乳酸、1_3份硫酸、1-3份氫氧化鈉為原料，制備聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料；所述份為重量份。
[0020]所述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法，按下述步驟進行制備:
[0021]①在冰水浴中，將微晶纖維素加入水中制成1wt %的微晶纖維素水溶液，之后，邊磁力攪拌邊向10wt%微晶纖維素的水溶液中滴加濃硫酸，設定溫度60°C，將所得懸浮液進行離心(12000rpm，1min)，去上層清液，重復五次(或離心后所得上清液已渾濁，可停止離心)，離心樣品在冰水浴中超聲半個小時后，滴加氫氧化鈉，調節PH值至中性，得A料；
[0022]②將聚乙二醇加入到水中配制成1wt%的聚乙二醇水溶液，將A料加入到1wt%的聚乙二醇水溶液，磁力攪拌2h后，90°C水浴蒸發溶劑，待水溶劑蒸發完全后，再在50°C下，真空干燥12h，得B料；
[0023]③將B料在170°C、30rpm條件下，密煉機混煉5min，制得聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料。
[0024]較優的是，所述硫酸的品級為分析純。所述聚乳酸的品級為分析純。所述微晶纖維素的品級為分析純。所述聚乙二醇的品級為化學純。所述氫氧化鈉的品級為分析純。
[0025]實施例1:聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法，按下述步驟生產:
[0026]I)在冰水浴中，將10份微晶纖維素加入水中制成1wt %的微晶纖維素水溶液，之后，邊磁力攪拌邊向10wt%微晶纖維素的水溶液中滴加I份濃硫酸，設定溫度60°C，將所得懸浮液進行離心(12000rpm, 1min)，去上層清液，重復五次(或離心后所得上清液已渾池，可停止離心)，離心樣品在冰水浴中超聲半個小時后，滴加1-3份氫氧化鈉，調節pH值至中性，得A料；
[0027]2)將10份聚乙二醇加入到水中配制成10wt%的聚乙二醇水溶液，將A料加入到10wt%的聚乙二醇水溶液，磁力攪拌2h后，90°C水浴蒸發溶劑，待水溶劑蒸發完全后，再在50°C下，真空干燥12h，得B料；
[0028]3)將B料在170°C、30rpm條件下，密煉機混煉5min，制得聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料。
[0029]實施例2:聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法，按下述步驟生產:
[0030]I)在冰水浴中，將15份微晶纖維素加入水中制成1wt %的微晶纖維素水溶液，之后，邊磁力攪拌邊向10wt%微晶纖維素的水溶液中滴加3份濃硫酸，設定溫度60°C，將所得懸浮液進行離心(12000rpm, 1min)，去上層清液，重復五次(或離心后所得上清液已渾池，可停止離心)，離心樣品在冰水浴中超聲半個小時后，滴加1-3份氫氧化鈉，調節pH值至中性，得A料；
[0031]2)將15份聚乙二醇加入到水中配制成10wt%的聚乙二醇水溶液，將A料加入到10wt%的聚乙二醇水溶液，磁力攪拌2h后，90°C水浴蒸發溶劑，待水溶劑蒸發完全后，再在50°C下，真空干燥12h，得B料；
[0032]3)將B料在170°C、30rpm條件下，密煉機混煉lOmin，制得聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料。
【主權項】
1.聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料，其特征在于:以聚乳酸、微晶纖維素、聚乙二醇、硫酸和氫氧化鈉為原料，制備聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料。
2.根據權利要求1所述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料，其特征在于:以10-15份微晶纖維素、10-15份聚乙二醇100-110份聚乳酸、1-3份硫酸和1_3份氫氧化鈉為原料，制備聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料；所述份為重量份。
3.根據權利要求2所述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法，其特征在于:按下述步驟進行制備: ①在冰水浴中，將微晶纖維素加入水中制成1wt%的微晶纖維素水溶液，之后，邊磁力攪拌邊向1wt %微晶纖維素的水溶液中滴加濃硫酸，設定溫度60°C，將所得懸浮液進行離心，離心時轉速12000rpm，時間lOmin，去上層清液，重復五次，離心樣品在冰水浴中超聲半個小時后，滴加氫氧化鈉，調節PH值至中性，得A料； ②將聚乙二醇加入到水中配制成1wt%的聚乙二醇水溶液，將A料加入到1wt%的聚乙二醇水溶液，磁力攪拌2h后，90°C水浴蒸發溶劑，待水溶劑蒸發完全后，再在50°C下，真空干燥12h，得B料； ③將B料在170°C、30rpm條件下，密煉機混煉5min，制得聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料。
4.根據權利要求3所述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法，其特征在于:所述硫酸的品級為分析純。
5.根據權利要求3所述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法，其特征在于:所述聚乳酸的品級為分析純。
6.根據權利要求3所述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法，其特征在于:所述微晶纖維素的品級為分析純。
7.根據權利要求3所述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法，其特征在于:所述聚乙二醇的品級為化學純。
8.根據權利要求3所述的聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料的制備方法，其特征在于:所述氫氧化鈉的品級為分析純。
【專利摘要】本發明公開了一種聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料，其特征在于：以聚乳酸、微晶纖維素、聚乙二醇、硫酸、氫氧化鈉為原料，制備聚乳酸/納米纖維素可降解食品包裝材料。本發明工藝路線完全環境友好，并且實驗操作性相對簡單。
【IPC分類】C08L1-02, C08L71-02, C08L67-04
【公開號】CN104830037
【申請號】CN201510276530
【發明人】虞建強, 黃曉紅
【申請人】湖州佳寧印刷有限公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月26日