一種食品包裝用海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種食品包裝用海藻酸鈉?聚乙烯醇?納米二氧化硅復(fù)合膜的制備方法，其在現(xiàn)有技術(shù)的海藻酸鈉?納米二氧化硅復(fù)合膜制備工藝的基礎(chǔ)上，通過引入聚乙烯醇做為主原料成分之一，并省略了流延成膜后的交聯(lián)反應(yīng)步驟；從而大幅度的提高了復(fù)合膜的力學(xué)性能指標(biāo)，較好地解決了現(xiàn)有技術(shù)的海藻酸鹽基復(fù)合膜所存在的起皺、硬而脆，平整度不好的缺點(diǎn)。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單，所制得的復(fù)合膜在保留有現(xiàn)有技術(shù)的海藻酸鈉?納米二氧化硅復(fù)合膜所具有的各種良好性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，大幅提高了復(fù)合膜的抗拉伸強(qiáng)度、抗剪切強(qiáng)度、平整性和柔軟性能指標(biāo)，更適于食品包裝膜用途。
【專利說明】
一種食品包裝用海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜的 制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種食品包裝用海藻酸鈉膜的制備方法，尤其涉及一種食品包裝用海 藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，石油基工業(yè)產(chǎn)品合成塑料將逐漸被來源于植物資源的 可生物降解塑料產(chǎn)品代替，制備環(huán)境友好的生物質(zhì)材料必然成為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的材 料之一。
[0003] 海藻酸鈉 (Sodium Alginate)，又名褐藻酸鈉、海帶膠、褐藻膠或藻酸鹽，是由海帶 或馬尾藻中提取的天然多糖高分子共聚物，來源豐富且由于其實(shí)用性，生物相容性，無毒， 低成本和可降解性以及良好的成膜性。
[0004] 然而，純海藻酸鈉膜的可塑性差，易脆，光澤不良，干燥后的膜強(qiáng)度也較低。
[0005] 聚乙稀醇(polyvinyl alcohol)是一種可被完全生物降解的合成高分子聚合物， 由于其無毒，無害，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，生物相容性好，成本較低，成膜性好，因而得到廣泛應(yīng)用。
[0006] 但聚乙烯醇分子本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其具有耐水性差、脆性大等缺點(diǎn)，因而在一定 程度上限制了其應(yīng)用。
[0007] 納米Si〇2是一種無毒、無味、無污染且具有納米特性和一定抗菌性能的化學(xué)材料， 具有優(yōu)異的納米特性，與高分子聚合物具有良好的相容性，作為安全添加劑被廣泛應(yīng)用于 增強(qiáng)增韌高分子聚合材料。納米二氧化硅具有顆粒尺寸小，比表面積大，表面能高，表面嚴(yán) 重配位不足等特點(diǎn)，使其表現(xiàn)出極強(qiáng)的活性。
[0008] 納米二氧化娃分子結(jié)構(gòu)中存在著大量的不飽和殘鍵和不同狀態(tài)的羥基，使分子結(jié) 構(gòu)呈三維硅石結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可與海藻酸鈉分子中的羥基和羧基發(fā)生鍵合作用，從而大大 改善材料的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。
[0009] 此外，研究表明，二氧化硅還具有特殊的表面效應(yīng)和界面作用，與海藻酸鈉復(fù)合能 同時(shí)起到增強(qiáng)、增韌、提高耐熱性的目的，賦予海藻酸鈉膜優(yōu)異的性能或功能。如：
[0010]中國(guó)專利申請(qǐng)CN104788706A公開了一種海藻酸鈉-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備方 法，其通過將海藻酸鈉與納米二氧化硅進(jìn)行原位復(fù)合，并通過將海藻酸鈉的濃度分步控制 提高，以及通過促使納米二氧化硅在反應(yīng)體系中均勻分散等技術(shù)手段制得成膜溶液，將成 膜溶液流延成膜、再經(jīng)氯化鈣交聯(lián)，得到具有良好的綜合性能指標(biāo)適于食品包裝用的海藻 酸鈉/納米二氧化硅膜。
[0011]但是，這種制備方法，由于流延成膜后的復(fù)合膜的強(qiáng)度不高，并且，耐水性差。因 而，不得不進(jìn)行后續(xù)的氯化鈣交聯(lián)，以提高復(fù)合膜的強(qiáng)度、改善其耐水性能。氯化鈣交聯(lián)后 的復(fù)合膜盡管使其滿足了食品包裝用膜的力學(xué)性能指標(biāo)，但，相應(yīng)地使得最終制備出的復(fù) 合膜硬而脆，柔軟性差、平整性不好。
[0012]原因在于：由于Ca2+交聯(lián)引發(fā)的凝膠是由于鈣離子和古洛糖結(jié)構(gòu)單元中的多個(gè)氧 原子發(fā)生螯合作用，最終產(chǎn)生所謂的"蛋殼"結(jié)點(diǎn)區(qū)域，而且交聯(lián)是在瞬間完成的，因此，快 速交聯(lián)過程和高溶脹狀態(tài)導(dǎo)致薄膜容易發(fā)生褶皺，而使膜呈現(xiàn)不均勻性;另外，由于結(jié)點(diǎn)的 生成，不可避免地導(dǎo)致薄膜交聯(lián)干燥后要比干燥前收縮很大。這些都影響了復(fù)合膜的平整 性和柔軟性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目的是，提供一種工藝簡(jiǎn)單的海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜 的制備方法，該方法在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，省略了海藻酸鈉的交聯(lián)步驟，使得所制備出的海 藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜具有柔軟、韌性好、不易變形起皺等特點(diǎn)，更適于食 品包裝用。
[0014] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種食品包裝用海藻酸鈉 -聚乙烯 醇-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0015] 第一步，按娃源:聚乙烯醇:甘油:海藻酸鈉=1-7:1-7:1.5-4.5:10的質(zhì)量比，分別 取硅源、聚乙烯醇粉末、甘油和海藻酸鈉粉末，備用；
[0016] 其中，硅源為正硅酸甲酯或正硅酸乙酯；
[0017] 第二步，按硅源與無水乙醇的摩爾比為1:4-8的比例，配制娃源/無水乙醇混合溶 液；
[0018] 將盛有蒸餾水的容器置于浴溫為95°C的第一水浴/油浴中，加熱至95°C后，邊攪拌 邊加入聚乙烯醇粉末，待聚乙烯醇完全溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為1%-17.5%的聚乙烯 醇溶液；
[0019] 然后，使用恒壓漏斗，將上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液 中，并用鹽酸調(diào)pH值至4-5,攪拌1-2h，得到澄清透明的聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液；
[0020] 第二步，取出盛有聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液的容器，置于浴溫為50-60°C 的第二水浴/油浴中，待聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液的溫度穩(wěn)定在50-60°C時(shí)，邊攪拌 邊緩慢加入海藻酸鈉粉末，直至海藻酸鈉粉末完全溶解，得到海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二 氧化硅混合溶液；
[0021] 然后，加入甘油作為增塑劑，繼續(xù)攪拌1-2h，得到成膜溶液；
[0022]第三步，將成膜溶液流延到模具中成膜;然后，將模具放入烘箱，在40°C下烘干7-8h，即得。
[0023] 上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，省略了使用氯化鈣進(jìn)行 交聯(lián)反應(yīng)的步驟，因而，簡(jiǎn)化了制備工藝。
[0024] 更為重要的是，由于不需要進(jìn)行交聯(lián)即得成品，使得最終制備出的產(chǎn)品的平整性 和柔軟性大幅提升。原因在于：
[0025] Ca2+交聯(lián)引發(fā)的凝膠是由于鈣離子和古洛糖結(jié)構(gòu)單元中的多個(gè)氧原子發(fā)生螯合作 用，最終產(chǎn)生所謂的"蛋殼"結(jié)點(diǎn)區(qū)域。并且，避免了因快速交聯(lián)過程和高溶脹狀態(tài)導(dǎo)致薄膜 容易發(fā)生褶皺，而使膜呈現(xiàn)不均勻性；以及由于結(jié)點(diǎn)的生成導(dǎo)致薄膜交聯(lián)干燥后要比干燥 前收縮很大。這些都不可避免地造成復(fù)合膜硬而脆、易于起皺，平整性和柔軟性能指標(biāo)欠佳 等缺點(diǎn)或不足。
[0026]優(yōu)選為，上述的食品包裝用海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備方 法，其特征在于，在成膜溶液流延到模具中成膜之前，還包括有一個(gè)將成膜溶液超聲20-30min的步驟。
[0027]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，成膜溶液經(jīng)過超聲20-30min，一是，可以 有效脫除其中可能存在的氣泡，以避免最終制備出的膜中因存在氣泡，造成質(zhì)量下降；二 是，可以確保納米二氧化硅在體系中均勻穩(wěn)定的分散，進(jìn)一步確保所制備出的膜產(chǎn)品在性 能上的各向同性。
[0028] 進(jìn)一步優(yōu)選，上述硅源是添加到聚乙烯醇溶液中；所述的添加溫度為95〇C。
[0029] 該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，此溫度下添加硅源可以得到粒徑為3-10nm的納米二氧化娃顆粒，更小尺寸的納米二氧化娃顆粒能夠表現(xiàn)出更強(qiáng)的尺寸效應(yīng)和界 面效應(yīng)，可以更好的優(yōu)化聚合物的性能。
[0030] 進(jìn)一步優(yōu)選，上述海藻酸鈉的平均分子量為200-900mPa/s;所述聚乙烯醇聚合度 為1700-2000;所述正硅酸甲酯或正硅酸乙酯均為分析純。
[0031] 該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，海藻酸鈉和聚乙烯醇的粘度不會(huì)太高或 者太低，有利于成膜;硅源用正硅酸甲酯或正硅酸乙酯，可以減少雜質(zhì)的引入有利于成膜的 透明度。
[0032] 進(jìn)一步優(yōu)選，上述模具的材質(zhì)為玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。
[0033]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，模具材質(zhì)透明，便于操作與控制。
[0034] 進(jìn)一步優(yōu)選，上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液中這一步驟， 是使用恒壓漏斗進(jìn)行滴加速率控制的。
[0035] 該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，可以方便且有效控制滴加速率，進(jìn)一步 保證混合溶液體系的均勻性。
[0036] 進(jìn)一步優(yōu)選，上述的海藻酸鈉-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備方法，其特征于，所制 得的海藻酸鈉 -納米二氧化娃復(fù)合膜，厚度為30-50μηι。
[0037] 該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，厚度為30_50μπι的海藻酸鈉-納米二氧化 硅復(fù)合膜，其斷裂伸長(zhǎng)率和拉伸強(qiáng)度分別可達(dá)44.5 %和82.8MPa以上(相對(duì)純海藻膜分別提 高了700%和60%)，可以充分滿足食品包裝膜用途。
[0038] 綜上所述，本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有工藝簡(jiǎn)單，所制得的復(fù)合膜在保留有現(xiàn)有 技術(shù)的海澡酸納-納米^?氧化娃復(fù)合I旲所具有的各種良好性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上，大幅提尚了 復(fù)合膜的抗拉伸強(qiáng)度、抗剪切強(qiáng)度、平整性和柔軟性能指標(biāo)，更適于食品包裝膜用途。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0040] 說明：
[0041] ( -）、以下各實(shí)施例中，所使用的原料如下：
[0042] 海藻酸鈉的平均分子量為200_900mPa/s;
[0043] 聚乙烯醇聚合度為1700-2000、醇解度為98%-100% ;
[0044] 正硅酸甲酯或正硅酸乙酯均為分析純。
[0045] 所使用的模具，材質(zhì)為透明材質(zhì)(玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯）。
[0046] (二）、拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)試方法如下：
[0047] 在室溫下，試樣尺寸：15mmX 100mm，夾具間距50mm，拉伸速度為lmm/s，進(jìn)行膜的拉 伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率檢測(cè)。
[0048] 實(shí)施例1:
[0049] 制備方法如下：
[0050] 第一步，分別取正硅酸甲酯225g、聚乙烯醇粉末165g、甘油225g和海藻酸鈉粉末 1500g，備用；
[00511 第二步，按正硅酸甲酯與無水乙醇的摩爾比為1:4的比例，配制正硅酸甲酯/無水 乙醇混合溶液；
[0052]將盛有蒸餾水的容器置于浴溫為95°C的第一水浴/油浴中，加熱至95°C后，邊攪拌 邊加入聚乙烯醇粉末，待聚乙烯醇完全溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為1.65%的聚乙烯醇溶 液；
[0053] 然后，將上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液中，并用鹽酸調(diào)pH 值至4,攪拌1-2h，得到澄清透明的聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液；
[0054] 第二步，取出盛有聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液的容器，置于浴溫為50_60°C 的第二水浴/油浴中，待聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液的溫度穩(wěn)定在50-60°C時(shí)，邊攪拌 邊緩慢加入海藻酸鈉粉末，直至海藻酸鈉粉末完全溶解，得到海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二 氧化硅混合溶液；
[0055]然后，加入甘油作為增塑劑，繼續(xù)攪拌l_2h，得到成膜溶液；
[0056]第三步，將成膜溶液流延到模具中成膜;然后，將模具放入烘箱，在40°C下烘干7-8h，即得。
[0057]產(chǎn)品檢測(cè)與檢驗(yàn)結(jié)果：
[0058] 所制得的復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率為12%、拉伸強(qiáng)度為56MPa;
[0059] 平整度好、不起皺且手感柔軟；
[0060]水中浸泡24小時(shí)，無變化，表明復(fù)合膜的耐水性能好。
[0061 ] 實(shí)施例2
[0062]除使用正硅酸乙酯替代正硅酸甲酯、正硅酸乙酯與無水乙醇的摩爾比為1:8之外； 其余，均同實(shí)施例1。
[0063] 產(chǎn)品檢測(cè)與檢驗(yàn)結(jié)果：
[0064] 所制得的復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率為14%、拉伸強(qiáng)度為54MPa;
[0065] 平整度好、不起皺且手感柔軟；
[0066]水中浸泡24小時(shí)，無變化，表明復(fù)合膜的耐水性能好。
[0067] 實(shí)施例3
[0068]除正硅酸甲酯225g、聚乙烯醇粉末375g、甘油526g和海藻酸鈉粉末1500g之外；其 余，均同實(shí)施例1。
[0069]產(chǎn)品檢測(cè)與檢驗(yàn)結(jié)果：
[0070]所制得的復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率為16%、拉伸強(qiáng)度為82.3MPa;
[0071 ]平整度好、不起皺且手感柔軟；
[0072]水中浸泡24小時(shí)，無變化，表明復(fù)合膜的耐水性能好。
[0073] 實(shí)施例4
[0074]制備方法如下：
[0075]第一步，分別取正硅酸乙酯300g、聚乙烯醇粉末1050g、甘油375g和海藻酸鈉粉末 1500g，備用；
[0076] 第二步，按正硅酸乙酯與無水乙醇的摩爾比為1:6的比例，配制正硅酸乙酯/無水 乙醇混合溶液；
[0077]將盛有蒸餾水的容器置于浴溫為95°C的第一水浴/油浴中，加熱至95°C后，邊攪拌 邊加入聚乙烯醇粉末，待聚乙烯醇完全溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為10.5%的聚乙烯醇溶 液；
[0078] 然后，將上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液中，并用鹽酸調(diào)pH 值至4,攪拌1-2h，得到澄清透明的聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液；
[0079]其余，均同實(shí)例1 [0080]產(chǎn)品檢測(cè)與檢驗(yàn)結(jié)果：
[0081 ]所制得的復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率為22%、拉伸強(qiáng)度為53MPa;
[0082]平整度好、不起皺且手感柔軟；
[0083]水中浸泡24小時(shí)，無變化，表明復(fù)合膜的耐水性能好。
[0084] 實(shí)施例5 [0085] 制備方法如下：
[0086]第一步，分別取正硅酸乙酯450g、聚乙烯醇粉末1050g、甘油375g和海藻酸鈉粉末 1500g，備用；
[0087] 第二步，按正硅酸乙酯與無水乙醇的摩爾比為1:4的比例，配制正硅酸乙酯/無水 乙醇混合溶液；
[0088]將盛有蒸餾水的容器置于浴溫為95°C的第一水浴/油浴中，加熱至95°C后，邊攪拌 邊加入聚乙烯醇粉末，待聚乙烯醇完全溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為10.5%的聚乙烯醇溶 液；
[0089]然后，使用恒壓漏斗，將上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液 中，并用鹽酸調(diào)pH值至4,攪拌1-2h，得到澄清透明的聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液；
[0090] 其余，均同實(shí)例1
[0091] 產(chǎn)品檢測(cè)與檢驗(yàn)結(jié)果：
[0092]所制得的復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率為38%、拉伸強(qiáng)度為58.82MPa;
[0093]平整度好、不起皺且手感柔軟；
[0094]水中浸泡24小時(shí)，無變化，表明復(fù)合膜的耐水性能好。
[0095] 實(shí)施例6 [0096] 制備方法如下：
[0097]第一步，分別取正硅酸乙酯200g、聚乙烯醇粉末100g、甘油250g和海藻酸鈉粉末 l〇〇〇g，備用；
[0098] 第二步，按正硅酸乙酯與無水乙醇的摩爾比為1:8的比例，配制正硅酸乙酯/無水 乙醇混合溶液；
[0099]將盛有蒸餾水的容器置于浴溫為95°C的第一水浴/油浴中，加熱至95°C后，邊攪拌 邊加入聚乙烯醇粉末，待聚乙烯醇完全溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為1%的聚乙烯醇溶液；
[0100]然后，使用恒壓漏斗，將上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液 中，并用鹽酸調(diào)pH值至4,攪拌1-2h，得到澄清透明的聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液； [0101]其余，均同實(shí)例1 [0102]產(chǎn)品檢測(cè)與檢驗(yàn)結(jié)果：
[0103] 所制得的復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率為9%、拉伸強(qiáng)度為45MPa;
[0104] 平整度好、不起皺且手感柔軟；
[0105]水中浸泡24小時(shí)，無變化，表明復(fù)合膜的耐水性能好。
[0106] 實(shí)施例7 [0107]制備方法如下：
[0108]第一步，分別取正硅酸乙酯l〇〇g、聚乙烯醇粉末700g、甘油350g和海藻酸鈉粉末 l〇〇〇g，備用；
[0109] 第二步，按正硅酸乙酯與無水乙醇的摩爾比為1:4的比例，配制正硅酸乙酯/無水 乙醇混合溶液；
[0110]將盛有蒸餾水的容器置于浴溫為95°C的第一水浴/油浴中，加熱至95°C后，邊攪拌 邊加入聚乙烯醇粉末，待聚乙烯醇完全溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為7%的聚乙烯醇溶液； [0111] 然后，將上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液中，并用鹽酸調(diào)pH 值至5,攪拌1-2h，得到澄清透明的聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液；
[0112]其余，均同實(shí)例1
[0113] 產(chǎn)品檢測(cè)與檢驗(yàn)結(jié)果：
[0114] 所制得的復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率為15%、拉伸強(qiáng)度為42MPa;
[0115] 平整度好、不起皺且手感柔軟；
[0116] 水中浸泡24小時(shí)，無變化，表明復(fù)合膜的耐水性能好。
[0117] 實(shí)施例8
[0118] 制備方法如下：
[0119]第一步，分別取正硅酸乙酯1400g、聚乙烯醇粉末1000g、甘油300g和海藻酸鈉粉末 2000g，備用；
[0120] 第二步，按正硅酸乙酯與無水乙醇的摩爾比為1:6的比例，配制正硅酸乙酯/無水 乙醇混合溶液；
[0121] 將盛有蒸餾水的容器置于浴溫為95°C的第一水浴/油浴中，加熱至95°C后，邊攪拌 邊加入聚乙烯醇粉末，待聚乙烯醇完全溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為10%的聚乙烯醇溶液；
[0122] 然后，將上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液中，并用鹽酸調(diào)pH 值至4,攪拌1-2h，得到澄清透明的聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液；
[0123] 其余，均同實(shí)例1
[0124] 產(chǎn)品檢測(cè)與檢驗(yàn)結(jié)果：
[0125] 所制得的復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率為44%、拉伸強(qiáng)度為72MPa;
[0126] 平整度好、不起皺且手感柔軟；
[0127] 水中浸泡24小時(shí)，無變化，表明復(fù)合膜的耐水性能好。
[0128] 實(shí)施例9
[0129] 制備方法如下：
[0130] 第一步，分別取正硅酸乙酯300g、聚乙烯醇粉末1750g、甘油525g和海藻酸鈉粉末 2500g，備用；
[0131] 第二步，按正硅酸乙酯與無水乙醇的摩爾比為1:8的比例，配制正硅酸乙酯/無水 乙醇混合溶液；
[0132] 將盛有蒸餾水的容器置于浴溫為95°C的第一水浴/油浴中，加熱至95°C后，邊攪拌 邊加入聚乙烯醇粉末，待聚乙烯醇完全溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為17.5%的聚乙烯醇溶 液；
[0133] 然后，將上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液中，并用鹽酸調(diào)pH 值至4,攪拌1-2h，得到澄清透明的聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液；
[0134] 其余，均同實(shí)例1
[0135] 產(chǎn)品檢測(cè)與檢驗(yàn)結(jié)果：
[0136] 所制得的復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率為52%、拉伸強(qiáng)度為88MPa;
[0137] 平整度好、不起皺且手感柔軟；
[0138] 水中浸泡24小時(shí)，無變化，表明復(fù)合膜的耐水性能好。
[0139] 產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性和抗紫外線能力指標(biāo)的分析檢測(cè)：
[0140] 1、分別選擇實(shí)施例1、3、4、5作為代表性實(shí)施例，對(duì)其各自所制得的海藻酸鈉/納米 二氧化硅復(fù)合膜與純海藻酸鈉薄膜分別利用美國(guó)梅特勒熱重分析儀(TGA/DSC 1/1600類型 數(shù)顯量熱儀)進(jìn)行TG和DTG分析，并與純海藻酸鈉薄膜進(jìn)行對(duì)比分析。
[0141] 結(jié)果如表1所示。
[0142] 表1
[0143]
[0144] 對(duì)比結(jié)果表明，相對(duì)于純海藻酸鈉薄膜，本發(fā)明的方法所制得海藻酸鈉-聚乙烯 醇-納米二氧化硅復(fù)合膜，初始分解溫度和最大分解速率有一定程度的提高，最大分解溫度 時(shí)釋放速率下降，280°C質(zhì)量殘余量增加、熱穩(wěn)定性明顯提升。
[0145] 2、選取實(shí)施例4和5作為代表性實(shí)施例，對(duì)實(shí)施例4和5制備出的海藻酸鈉-聚乙烯 醇-納米二氧化硅復(fù)合膜進(jìn)行透光率的測(cè)定，測(cè)試采用紫外-可見光分光光度計(jì)。
[0146] 結(jié)果為：200-250nm處，復(fù)合膜的透光率T<7 %。
[0147] 表明制備出的海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜，具有較強(qiáng)的抗紫外線的 能力。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種食品包裝用海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備方法，其特征在 于，包括以下步驟： 第一步，按硅源:聚乙烯醇:甘油:海藻酸鈉=1-7:1-7:1.5-4.5:10的質(zhì)量比，分別取硅 源、聚乙烯醇粉末、甘油和海藻酸鈉粉末，備用； 其中，硅源為正硅酸甲酯或正硅酸乙酯； 第二步，按硅源與無水乙醇的摩爾比為1:4-8的比例，配制硅源/無水乙醇混合溶液； 將盛有蒸餾水的容器置于浴溫為95°C的第一水浴/油浴中，加熱至95°C后，邊攪拌邊加 入聚乙烯醇粉末，待聚乙烯醇完全溶解，得到質(zhì)量百分比濃度為1%-17.5%的聚乙烯醇溶 液； 然后，將上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液中，并用鹽酸調(diào)PH值至 4-5，攪拌1-2h，得到澄清透明的聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液； 第二步，取出盛有聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液的容器，置于浴溫為50-60°C的第 二水浴/油浴中，待聚乙烯醇/納米二氧化硅混合溶液的溫度穩(wěn)定在50-60°C時(shí)，邊攪拌邊緩 慢加入海藻酸鈉粉末，直至海藻酸鈉粉末完全溶解，得到海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化 硅混合溶液； 然后，加入甘油作為增塑劑，繼續(xù)攪拌1-2h，得到成膜溶液； 第三步，將成膜溶液流延到模具中成膜;然后，將模具放入烘箱，在40 °C下烘干7-8h，即 得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品包裝用海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備 方法，其特征在于，在成膜溶液流延到模具中成膜之前，還包括有一個(gè)將成膜溶液超聲20-30min的步驟。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品包裝用海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備 方法，其特征于，所述海藻酸鈉的平均分子量為200-900mPa/s;所述聚乙烯醇聚合度為 1700-2000、醇解度為98%-100%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品包裝用海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備 方法，其特征于，所述模具的材質(zhì)為玻璃或聚甲基丙烯酸甲酯。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的食品包裝用海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜的制備 方法，其特征于，上述硅源/無水乙醇混合溶液緩慢滴加至聚乙烯醇溶液中這一步驟，是使 用恒壓漏斗進(jìn)行滴加速率控制的。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的食品包裝用海藻酸鈉-聚乙烯醇-納米二氧化硅復(fù)合膜 的制備方法，其特征于，所制得的海藻酸鈉-納米二氧化娃復(fù)合膜，厚度為30-50μηι。
【文檔編號(hào)】C08L5/04GK105906827SQ201610321421
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】夏延致, 楊曼麗
【申請(qǐng)人】青島大學(xué)