本发明涉及包装膜,具体为一种耐水防潮性包装膜及其制备工艺。
背景技术:
1、聚乙烯醇(pva)是由聚醋酸乙烯酯醇解而成的一种半结晶型聚合物,pva具有优异的成膜能力,通常通过流延法制备成膜,其具有环保、无毒、无污染、可完全生物降解等性能,且pva具有优异的成膜性、化学稳定性和生物相容性,已成为广泛应用的功能膜材料之一。
2、但由于pva分子链上存在大量的羟基,使得pva膜在水中极易溶胀甚至溶解,且pva制膜后力学性能略显不足,这些缺陷限制了pva膜的应用,因此,基于该情况,本申请公开了一种耐水防潮性包装膜及其制备工艺,以解决该技术问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种耐水防潮性包装膜及其制备工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:
3、一种耐水防潮性包装膜的制备工艺,包括以下步骤:
4、步骤(1):将聚乙二醇、去离子水混合,加入聚乙二醇缩水甘油醚,搅拌均匀,得到聚乙二醇溶液;
5、步骤(2):将聚乙烯醇和去离子水混合,搅拌至充分溶胀,90~95℃油浴下继续搅拌30~40min,得到聚乙烯醇水溶液;
6、在聚乙烯醇水溶液中加入甘油,搅拌1~2h,再加入步骤(1)制备的聚乙二醇溶液、双醛淀粉和含有环氧基的淀粉,继续搅拌1~2h,加入交联剂和柠檬酸,继续搅拌1~2h,得到铸膜液,流延成膜,干燥,得到包装膜。
7、较优化的方案,步骤(2)中,各组分用量为:以质量份计,聚乙烯醇100~105份、甘油25~28份、聚乙二醇20~25份、双醛淀粉3~5份、含有环氧基的淀粉4~6份、交联剂25~28份、柠檬酸25~35份。
8、较优化的方案,步骤(2)中,聚乙二醇溶液的质量浓度为1~1.5%;所述聚乙二醇缩水甘油醚的用量占聚乙二醇总质量的10~15wt%;聚乙烯醇水溶液的质量浓度为4~5%。
9、较优化的方案,所述交联剂为香草醛或肉桂醛中的任意一种或多种。
10、较优化的方案,步骤(2)中,含有环氧基的淀粉的制备步骤为:
11、s1:将十八烷基伯胺、间苯二胺混合,二甲基亚砜溶解,再加入乙酸,搅拌均匀,得到胺溶液;
12、s2:将双醛淀粉和二甲基亚砜混合,80~85℃下搅拌至溶解,降温至45~50℃,加入胺溶液,氮气环境下反应6~8h,再升温至60~65℃,加入环氧氯丙烷,保温反应2~3h,反应结束后冷却至室温,析出产品,过滤洗涤,50~55℃下真空干燥,得到含有环氧基的淀粉。
13、较优化的方案,所述双醛淀粉的醛基、胺溶液中的氨基的摩尔比为1:(0.5~0.6);所述十八烷基伯胺、间苯二胺的摩尔比为1:2;所述乙酸的用量为双醛淀粉质量的4~5wt%;所述间苯二胺、环氧氯丙烷的摩尔比为1:(1~1.1)。
14、较优化的方案,步骤(1)中,聚乙二醇缩水甘油醚的制备步骤为:将聚乙二醇、四正丁基氯化铵混合,加热升温至40~45℃,加入环氧氯丙烷,继续升温至50~55℃,加入氢氧化钠,保温反应1.5~2.5h,冷却至室温,收集产物,得到聚乙二醇缩水甘油醚。
15、较优化的方案,所述聚乙二醇、环氧氯丙烷、氢氧化钠、四正丁基氯化铵的摩尔比为1:(1~1.2):(2~2.1):(0.03~0.04)。
16、较优化的方案,根据以上任意一项所述的一种耐水防潮性包装膜的制备工艺制备的包装膜。
17、与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:
18、本方案公开了一种耐水防潮性包装膜及其制备工艺,方案以聚乙烯醇为主料,加入聚乙二醇、甘油、双醛淀粉、含有环氧基的淀粉、交联剂和柠檬酸等物质,流延成膜,干燥,形成聚乙烯醇包装膜,该聚乙烯醇包装膜不仅具有优异的防潮耐水性能,而且由于聚乙二醇等物质的引入,包装膜的力学强度也得到提升,氧气阻隔性能也十分优异,实用性较高,能够广泛适用于食品包装、药品包装等领域。
19、聚乙烯醇具有可生物降解性,且生物相容性较好,因此多用于食品包装领域,但由于其分子链上含有多个羟基,能够与水分子形成氢键,导致其耐水性能较差,且强度无法满足实际需求,因此为改善聚乙烯醇膜的综合性能,方案引入了聚乙二醇、交联剂等物质,一方面,聚乙二醇和聚乙烯醇的相容性较好,另一方面,聚乙二醇能够增强产品的力学性能,拉伸强度得到改善;同时,为进一步提高产品的耐水性能,方案还引入了双醛淀粉,利用醛基和体系中的羟基交联形成网络结构,提升交联密度。
20、在此基础上,方案利用部分含有环氧基的淀粉替换双醛淀粉,方案先利用双醛淀粉的醛基和氨基反应,将十八烷基伯胺、间苯二胺接枝至双醛淀粉上,十八烷基伯胺的接枝引入了长链烷基,能够提高双醛淀粉的疏水性能,将其添加至聚乙烯醇体系中,同样能够提高包装膜的耐水性能;另一方案,方案以间苯二胺为桥梁,通过氨基、环氧基反应进行环氧化改性,以得到含有环氧基的淀粉;在该过程中,方案限定双醛淀粉的醛基、胺溶液中的氨基的摩尔比为1:(0.5~0.6),以限定氨基的接枝用量,一方面是为了避免接枝量过多影响该组分与体系的相容性,另一方面,该含有环氧基的淀粉中依旧保留醛基,能够利用醛基与体系中的羟基交联,从而提高体系交联度,进一步提升包装膜的综合性能。
21、方案还引入了聚乙二醇缩水甘油醚,在方案制备过程中限定了“所述聚乙二醇、环氧氯丙烷、氢氧化钠、四正丁基氯化铵的摩尔比为1:(1~1.2):(2~2.1):(0.03~0.04)”,此时制备的产物为单端环氧基接枝,该物质的引入同样能够提高产品的耐水性能。
1.一种耐水防潮性包装膜的制备工艺,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种耐水防潮性包装膜的制备工艺,其特征在于:步骤(2)中,各组分用量为:以质量份计,聚乙烯醇100~105份、甘油25~28份、聚乙二醇20~25份、双醛淀粉3~5份、含有环氧基的淀粉4~6份、交联剂25~28份、柠檬酸25~35份。
3.根据权利要求1所述的一种耐水防潮性包装膜的制备工艺,其特征在于:步骤(2)中,聚乙二醇溶液的质量浓度为1~1.5%;所述聚乙二醇缩水甘油醚的用量占聚乙二醇总质量的10~15wt%;聚乙烯醇水溶液的质量浓度为4~5%。
4.根据权利要求1所述的一种耐水防潮性包装膜的制备工艺,其特征在于:所述交联剂为香草醛或肉桂醛中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种耐水防潮性包装膜的制备工艺,其特征在于:步骤(2)中,含有环氧基的淀粉的制备步骤为:
6.根据权利要求5所述的一种耐水防潮性包装膜的制备工艺,其特征在于:所述双醛淀粉的醛基、胺溶液中的氨基的摩尔比为1:(0.5~0.6);所述十八烷基伯胺、间苯二胺的摩尔比为1:2;所述乙酸的用量为双醛淀粉质量的4~5wt%;所述间苯二胺、环氧氯丙烷的摩尔比为1:(1~1.1)。
7.根据权利要求1所述的一种耐水防潮性包装膜的制备工艺,其特征在于:步骤(1)中,聚乙二醇缩水甘油醚的制备步骤为:将聚乙二醇、四正丁基氯化铵混合,加热升温至40~45℃,加入环氧氯丙烷,继续升温至50~55℃,加入氢氧化钠,保温反应1.5~2.5h,冷却至室温,收集产物,得到聚乙二醇缩水甘油醚。
8.根据权利要求7所述的一种耐水防潮性包装膜的制备工艺,其特征在于:所述聚乙二醇、环氧氯丙烷、氢氧化钠、四正丁基氯化铵的摩尔比为1:(1~1.2):(2~2.1):(0.03~0.04)。
9.根据权利要求1~8中任意一项所述的一种耐水防潮性包装膜的制备工艺制备的包装膜。