一種硼纖維改性殼聚糖可降解膜的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種硼纖維改性殼聚糖可降解膜的制備方法，屬于包裝膜制備領域。
【背景技術】
[0002]包裝乳制品、果蔬、肉類等富含營養物品的包裝薄膜表面營養豐富，一般保存溫度、濕度等條件也比較適合微生物的生長，包裝薄膜表面易沾染微生物，微生物很容易迀移到物品上，使得物品腐爛。使用抗菌材料制備包裝薄膜，就可以抑制微生物的生長，預防微生物在包裝材料表面的繁衍，從而進一步防止物品的變質，提高薄膜的包裝保護能力。目前抗菌包裝薄膜多為不可降解的塑料制品，一類是將抗菌劑直接混合添加在塑料包裝膜里，另一類是將抗菌劑涂覆在塑料包裝材料上。這些抗菌薄膜雖然可以滿足抗菌需求，但大量包裝膜廢棄后產生白色垃圾，污染環境。另外，再長期存放中，塑料與食品緊密接觸，安全性差。為了解決這些問題，研究出了以殼聚糖為原料制得的包裝膜，由于殼聚糖擁有獨特的抑菌作用、優越的成膜性和生物相容性，是理想的包裝材料，在食品包裝和保鮮方面有著極大的發展前景。但殼聚糖作為包裝薄膜韌性太低，在成膜后水蒸氣阻隔性能較差，因此需要對殼聚糖進行一些改性，以達到包裝材料對韌性和阻隔性的需求。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題:針對目前所使用的抗菌包裝薄膜多為不可降解的塑料制品，廢棄后產生白色污染，污染環境，且以殼聚糖作為包裝薄膜因其韌性太低，在成膜后水蒸氣阻隔性能較差的弊端，提供了一種硼酸溶液與三聚氰胺加熱混合，靜置過濾得濾餅粉碎后，于石墨真空爐中煅燒，再于馬弗爐中加熱得硼纖維，與γ-氨丙基三乙氧基硅烷等混合，過濾干燥后加入殼聚糖粉末、醋酸溶液充分溶液，再與環氧聚合液加熱混合，靜置脫泡后流延成膜，分別于氫氧化鈉溶液和鹽酸溶液浸泡，去離子水洗滌干燥制得可降解膜的方法，以達到增韌的目的。本發明制備方法簡單，所得產品安全環保、韌性高。
[0004]為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是:
(1)按質量比1:3，將三聚氰胺和質量濃度為40%的硼酸溶液在20?30°C下攪拌混合，并在600?800r/min轉速下，加熱升溫至50?60°C，攪拌混合10?20min后，使其靜置冷卻10?12h，待無白色沉淀產生，對其抽濾并收集濾餅，在60?80°C的烘箱中干燥2?3h，制得硼酸纖維溶液；
(2)待干燥完成后，將硼酸纖維溶液放入石墨真空爐中，同時向其中通入氮氣，控制氮氣流量為2L/min，加熱升溫至800?1000°C，保溫煅燒2?3h，待煅燒完成后，將其置于550?600°C馬弗爐中加熱2?3h，隨后停止加熱并使其自然冷卻至室溫，制備得硼纖維；
(3)按重量份數計，選取45?65份的無水乙醇、30?40份的硼纖維和5?15份的Y -氨丙基三乙氧基娃燒攪拌混合25?30min，待攪拌完成后，對其過濾收集濾渣，并置于80?90°C烘箱中干燥3?5h，制備得偶聯硼纖維；
(4)待偶聯完成后，按重量份數計，選取20?45份的殼聚糖粉末、30?40份的偶聯硼纖維和25?40份的質量濃度為2%的醋酸溶液，在600?800r/min下磁力攪拌10?15min，使其充分溶解，制備得殼聚糖酸解液，同時按質量比1:10，將環氧基聚硅氧烷添加至正丁醇中，使其完全溶解制備得環氧聚合液；
(5)待溶解完成后，按質量比1:2，將環氧聚合液與殼聚糖酸解液攪拌混合，隨后在600?800r/min下加熱升溫至55?60°C，使其保溫加熱4?5h，待反應完成后，對其停止加熱，并靜置脫泡2?3h，制得殼聚糖膜母液；
(6)待脫泡完成后，將其在玻璃模具中流延成膜，并在50?55°C下干燥20?24h進行揭膜，隨后將其分別置于質量濃度為20%的氫氧化鈉溶液和20%的鹽酸溶液中，浸泡2?3h，然后用去離子水洗滌至pH至7.0，再在20?30°C烘箱中干燥6?8h，即可制備得一種硼纖維改性殼聚糖可降解膜。
[0005]本發明的應用方法:將硼纖維改性殼聚糖可降解膜作為包裝薄膜用來包裝乳制品、果蔬、肉類等物品，保存15?17天后，觀察乳制品、果蔬、肉類無明顯腐爛，可以有效抑制包裝內細菌的生長，殺死有害微生物，維持良好的貯藏質量，該降解膜韌性高，拉伸強度^ 11.5MPa，斷裂伸長率多250，在成膜后水蒸氣阻隔性能好，丟棄后可自然降解，值得推廣與使用。
[0006]本發明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發明制備方法簡單，所得產品韌性高于其他包裝薄膜18%以上，拉伸強度彡11.5MPa，斷裂伸長率彡250，在成膜后水蒸氣阻隔性能好；
(2)產品使用廢棄后可自然降解，無白色污染產生，安全環保。
【具體實施方式】
[0007]首先按質量比1: 3，將三聚氰胺和質量濃度為40%的硼酸溶液在20?30°C下攪拌混合，并在600?800r/min轉速下，加熱升溫至50?60°C，攪拌混合10?20min后，使其靜置冷卻10?12h，待無白色沉淀產生，對其抽濾并收集濾餅，在60?80°C的烘箱中干燥2?3h，制得硼酸纖維溶液；然后待干燥完成后，將硼酸纖維溶液放入石墨真空爐中，同時向其中通入氮氣，控制氮氣流量為2L/min，加熱升溫至800?1000°C，保溫煅燒2?3h，待煅燒完成后，將其置于550?600°C馬弗爐中加熱2?3h，隨后停止加熱并使其自然冷卻至室溫，制備得硼纖維；再按重量份數計，選取45?65份的無水乙醇、30?40份的硼纖維和5?15份的γ -氨丙基三乙氧基硅烷攪拌混合25?30min，待攪拌完成后，對其過濾收集濾渣，并置于80?90°C烘箱中干燥3?5h，制備得偶聯硼纖維；待偶聯完成后，按重量份數計，選取20?45份的殼聚糖粉末、30?40份的偶聯硼纖維和25?40份的質量濃度為2%的醋酸溶液，在600?800r/min下磁力攪拌10?15min，使其充分溶解，制備得殼聚糖酸解液，同時按質量比1:10，將環氧基聚硅氧烷添加至正丁醇中，使其完全溶解制備得環氧聚合液；再待溶解完成后，按質量比1: 2，將環氧聚合液與殼聚糖酸解液攪拌混合，隨后在600?800r/min下加熱升溫至55?60°C，使其保溫加熱4?5h，待反應完成后，對其停止加熱，并靜置脫泡2?3h，制得殼聚糖膜母液；最后待脫泡完成后，將其在玻璃模具中流延成膜，并在50?55°C下干燥20?24h進行揭膜，隨后將其分別置于質量濃度為20%的氫氧化鈉溶液和20%的鹽酸溶液中，浸泡2?3h，然后用去離子水洗滌至pH至7.0，再在20?30°C烘箱中干燥6?8h，即可制備得一種硼纖維改性殼聚糖可降解膜。
[0008]實例1
首先按質量比1: 3，將三聚氰胺和質量濃度為40%的硼酸溶液在20°C下攪拌混合，并在600r/min轉速下，加熱升溫至50°C，攪拌混合lOmin后，使其靜置冷卻10h，待無白色沉淀產生，對其抽濾并收集濾餅，在60°C的烘箱中干燥2h，制得硼酸纖維溶液；然后待干燥完成后，將硼酸纖維溶液放入石墨真空爐中，同時向其中通入氮氣，控制氮氣流量為2L/min，加熱升溫至800°C，保溫煅燒2h，待煅燒完成后，將其置于550°C馬弗爐中加熱2h，隨后停止加熱并使其自然冷卻至室溫，制備得硼纖維；再按重量份數計，選取45份的無水乙醇、40份的硼纖維和15份的γ -氨丙基三乙氧基硅烷攪拌混合25min，待攪拌完成后，對其過濾收集濾渣，并置于80°C烘箱中干燥3h，制備得偶聯硼纖維；待偶聯完成后，按重量份數計，選取20份的殼聚糖粉末、40份的偶聯硼纖維和40份的質量濃度為2%的醋酸溶液，在600r/min下磁力攪拌lOmin，使其充分溶解，制備得殼聚糖酸解液，同時按質量比1:10，將環氧基聚硅氧烷添加至正丁醇中，使其完全溶解制備得環氧聚合液；再待溶解完成后，按質量比1:2，將環氧聚合液與殼聚糖酸解液攪拌混合，隨后在600r/min下加熱升溫至55°C，使其保溫加熱4h，待反應完成后，對其停止加熱，并靜置脫泡2h，制得殼聚糖膜母液；最后待脫泡完成后，將其在