一種乙烯-乙烯醇共聚物/磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土阻隔包裝膜及其制備方法
【專利說明】一種乙烯-乙烯醇共聚物/磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土阻 隔包裝膜及其制備方法 一、技術領域
[0001] 本發明涉及一種復合包裝膜，具體地說是一種用于食品的乙烯-乙烯醇共聚物/磷 酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土阻隔包裝膜及其制備方法。 二、
【背景技術】
[0002] 隨著人們環保意識的增加，塑料合成薄膜的應用受到挑戰，人們逐漸發現了它的 缺點：易產生有害氣體及異味，使用后遺棄在環境中不易腐爛分解而被稱為"白色污染"。國 外一些發達國家已投入了大量的人力、物力研究用其他材料代替塑料作為合成膜的材料。 生物高分子材料由于其易再生、無污染、可生物降解等優點成為當前的研究熱點。
[0003]薄膜用于食品包裝最重要的性質是對氧氣和水分要有良好的阻隔性。利用層狀硅 酸鹽插層高分子聚合物是提其阻隔性能的一種常用方法，專利CN1 04528 162A、 CN104774435A、CN102304314A公開了利用蒙脫土對聚碳酸亞丙酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、 聚乙烯醇實施改性，以提高其阻隔性能，專利CN104017244A公開了以大豆分離蛋白、卡拉膠 和蒙脫土為主要原料制得了強度大、折疊性能好、可塑性強的納米復合膜。 三、
【發明內容】
[0004]本發明旨在為食品包裝提供一種復合膜材料，所要解決的技術問題是本復合膜需 要具備良好的阻隔性能，并且阻隔性能受濕度影響較小。
[0005]本發明的思路是乙烯-乙烯醇共聚物具有良好的加工性，極高的氣體阻隔性和成 膜能力;大豆分離蛋白是易再生的生物高分子，生物所能分解的塑料和粘合劑。本發明基于 乙烯-乙烯醇共聚物的結構特點和大豆分離蛋白的性能優勢，先使用磷酸化大豆分離蛋白 對蒙脫土進行有機改性，在蒙脫土內插層有機胺離子，得到有機改性蒙脫土，再將乙烯-乙 烯醇共聚物與有機改性蒙脫土復合制備復合膜，其阻氣性能增強，同時阻水性也得到改善， 阻隔性能受潮影響小。
[0006] 本發明所稱的乙烯-乙烯醇共聚物/磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土阻隔包裝膜， 由磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土和乙烯-乙烯醇共聚物制備的復合膜，磷酸化大豆分離 蛋白插層蒙脫土的質量為乙烯-乙烯醇共聚物的質量的1-7%，在磷酸化大豆分離蛋白插層 蒙脫土中，蒙脫土質量為大豆分離蛋白質量20%，三聚磷酸鈉質量為大豆分離蛋白質量的 3%〇
[0007] 所述的蒙脫土為鈉基蒙脫土，粒徑>325目，蒙脫石2 85 %;乙烯-乙烯醇共聚物型 號為SG539B，日本合成化學公司生產;大豆分離蛋白重均分子量2萬，蛋白質2 90%。
[0008] 本發明先制備磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土粉末，用蒸餾水分別配制3wt% (質 量百分濃度，下同）大豆分離蛋白溶液和3wt%三聚磷酸鈉溶液，用lvt%(體積百分濃度，下 同）乙酸水溶液配置3wt%蒙脫土溶液;取大豆分離蛋白溶液100份（質量份，下同），攪拌下 升溫至35°C時加入三聚磷酸鈉溶液3份繼續攪拌3.5h;再加入蒙脫土溶液20份繼續攪拌2h， 得到均質乳濁液;將所得乳濁液在lOOOOrpm下離心5min，倒掉上層清液，向所得固體加入適 量丙酮，洗滌，抽濾，最后將所得濾餅放入真空干燥箱中，80°C下干燥24h，即得到磷酸化大 豆分離蛋白插層蒙脫土粉末。亦稱有機改性蒙脫土。
[0009]然后制備乙烯-乙烯醇共聚物/磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土阻隔包裝膜，本膜 的制備方法是溶液涂膜法，包括溶液的配制、蒙脫土有機改性以及混合、涂膜、干燥和剝離， 所述的溶液的配制就是用濃度88vt%的甲酸水溶液分別配制10wt%乙烯-乙烯醇共聚物溶 液和lwt%磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土溶液;所述的混合是取乙烯-乙烯醇共聚物溶液 100份，攪拌下升溫至60-80°C時加入磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土溶液10-70份繼續攪 拌8-10h，得到均質涂膜液;所述的涂膜是用涂膜機將涂膜液均勻涂布于聚乙烯基膜上，干 燥后將薄膜自聚乙烯基膜上剝離，得到厚80-100μπι復合阻隔膜。
[0010]為了研究復合膜在潮濕環境下的阻隔性能，將純乙烯-乙烯醇共聚物薄膜和本復 合膜放置在同一潮濕環境下10-60天，分別測其氧氣透過常數。結果見圖1。
[0011]本發明制備的乙烯-乙烯醇共聚物/磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土阻隔包裝膜， 優勢主要體現在：
[0012] 1、利用蒙脫土的二維納米片層將磷酸化大豆分離蛋白和乙烯-乙烯醇共聚物復合 起來，通過延長氣體分子的擴散路徑，適量有機化蒙脫土的加入能明顯提高薄膜的阻隔性 能，但是過量的有機化蒙脫土會使得提升變小，實驗所得有機化蒙脫土的最佳添加量為乙 烯-乙烯醇共聚物質量的3%。
[0013]2、該復合阻隔膜水汽透過常數〈3·5X10-6g/(mdatm)，氧氣透過常數〈1·15X10一 4cm3/(mdatm)，均在國家標準范圍之內，低于乙稀-乙稀醇共聚物的對應常數4.13Xl(T6g/ (mdatm)和1 · 25Xl(T4cm3/(mdatm)，并且復合膜阻隔性能受濕度的影響明顯變小，為其在食 品包裝的應用提供了更好的便利性。
[0014] 3、采用AFA-III型自動涂膜烘干機完成涂布烘干，過程簡單，操作方便。 四、
【附圖說明】
[0015]圖1是本復合膜與乙烯-乙烯醇共聚物薄膜在潮濕環境下的氧氣透過常數。
[0016] 橫坐標是薄膜在潮濕環境下的貯藏時間（day);縱坐標是薄膜的氧氣透過常數 (cm3/mdatm);三角形曲線表示的是乙稀-乙稀醇共聚物薄膜;方形曲線表示的是復合膜。 五、
【具體實施方式】
[0017] 非限定實施例敘述如下
[0018](一）、溶液的配制
[0019]l、3wt%大豆分離蛋白溶液
[0020] 將3份大豆分離蛋白加入97份去離子水中，室溫攪拌4h，轉速為400rpm。
[0021] 2、3wt%三聚磷酸鈉溶液
[0022]將3份三聚磷酸鈉加入97份去離子水中，室溫下攪拌2h，轉速為400rpm。
[0023] 3、3wt% 蒙脫土溶液
[0024]將3份蒙脫土加入97份濃度為lvt%(v/v)乙酸水溶液中，室溫下攪拌2h，轉速為 600rpm，用濃度為0.01m〇l/L的NaOH溶液調節溶液的pH值為8.0。
[0025] 4、10wt%乙烯-乙烯醇共聚物溶液
[0026] 將10份乙烯-乙烯醇共聚物加入90份濃度為88vt%(v/v)甲酸水溶液中，80°C下攪 摔2h，轉速為600rpm。
[0027] 5、lwt%磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土溶液
[0028]取大豆分離蛋白溶液100份，攪拌下升溫至35°C時加入三聚磷酸鈉溶液3份繼續攪 拌3.5h;再加入蒙脫土溶液20份繼續攪拌2h，得到均質乳濁液;將所得乳濁液在lOOOOrpm下 離心5min，倒掉上層清液，向所得固體加入適量丙酮，洗滌，抽濾，最后將所得濾餅放入真空 干燥箱中，80°C下干燥24h，即得到磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土粉末。亦稱有機改性蒙 脫土。
[0029]將1份磷酸化大豆分離蛋白插層蒙脫土加入99份濃度為88vt%(v/v)甲酸水溶液 中，80°C下攪拌lh，轉速為600rpm。
[0030] 所述的份為質量份。
[0031](二)成膜 [0032]實施例1
[0033] 取10wt%乙烯-乙烯醇共聚物溶液100g，加入1000ml三口燒瓶中，水浴加熱至60°C后，攪拌8h，得到均質涂膜液。
[0034]在AFA-III