本发明涉及一种食品包装膜的制备领域，具体的涉及一种高性能可生物降解食品包装膜的制备方法。
背景技术：
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包装业的发展为经济建设做出了贡献，但产品包装一方面消耗大量资源，另一方面包装残留物却是一个不容忽视的污染源，带来了严重的环境问题，绝大多数人认为包装带来的环境污染仅次于水质污染、海洋湖泊污染和空气污染，处于第四位。据估计，全世界每年抛弃的垃圾数量接近100亿吨，包装废弃物就占了大约1/3，从体积上讲则占了1/2，这些废弃物不但消耗了资源，而且占用了极大的空间并且耗费大量处理成本，同时不少包装物的材料是不可降解材料，会长期存留环境中，造成环境污染，严重影响生态平衡。包装与环保作为一个社会热点正摆在人们面前，已成为各国急需解决的严重问题。因此，绿色包装是人类生存发展的共同需要，发展绿色包装是21世纪的必然选择。
绿色包装是指无害的、少污染的，符合环境要求的各类包装物品，包括环境和资源再生两方面的含义。可持续发展战略中的绿色包装要求产品包装的设计、制造、使用和处理均应符合低消耗、减量、少污染等生态环境保护的要求。在食品中采用绿色包装技术，可以促进国民经济发展，同时也为解决食品污染提供了一条切实可行的途径。因而，食品包装应高度重视环保和生态平衡问题。绿色包装的特点是无污染、能回收或再生、易分解。绿色包装的发展趋势为可降解绿色包装材料和可食性包装材料。
目前国内外开发的可食性包装资源广泛，研究开发前景十人乐观。其研究开发的主要领域在多糖类可食性包装膜、蛋白质类可食性包装膜、微生物共聚聚酯可食性包装以及多糖、蛋白质、脂肪酸复合型可食性包装膜等方面。以植物多糖或动物多糖为基质的可食性包装主要有淀粉膜、改性纤维素膜、动植物胶膜、壳聚糖膜等。但是目前所研究的包装膜具有热稳定性不好、力学性能差的缺点。
技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种高性能可生物降解食品包装膜的制备方法，该方法制得的食品包装膜生物降解性好，热稳定性能优异，力学性能佳。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高性能可生物降解食品包装膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将胶原蛋白溶于去离子水中，然后加入交联剂，保持溶液温度为2-10℃，搅拌混合20-30h，得到改性胶原蛋白溶液；
(2)将改性胶原蛋白溶液升温至60-70℃，依次加入海藻酸钠、羧甲基纤维素、改性淀粉、甘油，然后搅拌保温30-60min，得到糊状混合液；
(3)采用功率为140-600W的微波，分2-4次对步骤(2)制得的糊状混合液进行辐照，温度变化区间为30-60℃，每次升温至固定值后保温10-30min；
(4)将微波处理后的糊状混合液置于脱泡机中除去气泡，然后倒入模具中成型，在温度80-120℃下干燥，10-20小时，揭膜得到高性能可生物降解食品包装膜。
作为上述技术方案的优选，所述交联剂、胶原蛋白、去离子水、海藻酸钠、羧甲基纤维素、改性淀粉、甘油的质量比为(0.05-1)：2：(50-80)：(2-3)：(0.5-1.5)：(1-2)。
作为上述技术方案的优选，所述交联剂为金属盐交联剂和多酚类交联剂的一种。
作为上述技术方案的优选，所述金属盐交联剂为硫酸铬、碱式硫酸铬、硫酸铝、硫酸钛和硫酸锆中的一种。
作为上述技术方案的优选，所述多酚类交联剂为橡椀单宁、杨梅单宁、荆树皮单宁和落叶松单宁中的一种。
作为上述技术方案的优选，所述改性淀粉为环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉、甲基丙烯酸2-异氰酸酯改性淀粉、羟丙基二淀粉磷酸酯中的一种或多种混合。
本发明具有以下有益效果：
本发明选择功率为140-600W的微波进行微波处理，微波功率小于140W时，微波反应器不能提供稳定的微波功率输出，微波功率高于600W时，由于加热过快而导致反应体系温度超过设定温度的现象，会对材料造成不可逆的损伤；
本发明采用适当的微波处理，可以有效提高材料的热稳定性，而且还可以使得极性材料在在高频变换的电磁场中产生瞬时偶极，导致极性增加，促进了交联反应的发生，并增加了交联反应的效果；
本发明制得的包装膜力学性能优异，生物降解性能好，且制备方法简单，工艺条件温和，成本低。
具体实施方式：
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种高性能可生物降解食品包装膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将胶原蛋白溶于去离子水中，然后加入硫酸铬，保持溶液温度为2℃，搅拌混合20h，得到改性胶原蛋白溶液；
(2)将改性胶原蛋白溶液升温至60-70℃，依次加入海藻酸钠、羧甲基纤维素、环状糊精、甘油，然后搅拌保温30min，得到糊状混合液；
(3)采用功率为140-600W的微波，首先将温度升温至30℃，保温10min，然后继续升温至45℃，保温10min，继续升温至60℃，保温10min；
(4)将微波处理后的糊状混合液置于脱泡机中除去气泡，然后倒入模具中成型，在温度80℃下干燥，10小时，揭膜得到高性能可生物降解食品包装膜，其中硫酸铬、胶原蛋白、去离子水、海藻酸钠、羧甲基纤维素、环状糊精、甘油的质量比为0.05：2：50：2：0.5：1。
实施例2
一种高性能可生物降解食品包装膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将胶原蛋白溶于去离子水中，然后加入硫酸铝，保持溶液温度为10℃，搅拌混合30h，得到改性胶原蛋白溶液；
(2)将改性胶原蛋白溶液升温至60-70℃，依次加入海藻酸钠、羧甲基纤维素、麦芽糊精、甘油，然后搅拌保温60min，得到糊状混合液；
(3)采用功率为140-600W的微波，首先将温度升温至30℃，保温30min，然后继续升温至45℃，保温30min，继续升温至60℃，保温30min；
(4)将微波处理后的糊状混合液置于脱泡机中除去气泡，然后倒入模具中成型，在温度120℃下干燥，20小时，揭膜得到高性能可生物降解食品包装膜，其中硫酸铝、胶原蛋白、去离子水、海藻酸钠、羧甲基纤维素、麦芽糊精、甘油的质量比为1：2：80：3：1.5：2。
实施例3
一种高性能可生物降解食品包装膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将胶原蛋白溶于去离子水中，然后加入硫酸钛，保持溶液温度为4℃，搅拌混合22h，得到改性胶原蛋白溶液；
(2)将改性胶原蛋白溶液升温至60-70℃，依次加入海藻酸钠、羧甲基纤维素、直链淀粉、甘油，然后搅拌保温40min，得到糊状混合液；
(3)采用功率为140-600W的微波，首先将温度升温至40℃，保温15min，然后继续升温至60℃，保温15min；
(4)将微波处理后的糊状混合液置于脱泡机中除去气泡，然后倒入模具中成型，在温度90℃下干燥，12小时，揭膜得到高性能可生物降解食品包装膜，其中硫酸钛、胶原蛋白、去离子水、海藻酸钠、羧甲基纤维素、直链淀粉、甘油的质量比为0.06：2：60：2.2：0.7：1.2。
实施例4
一种高性能可生物降解食品包装膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将胶原蛋白溶于去离子水中，然后加入硫酸锆，保持溶液温度为6℃，搅拌混合24h，得到改性胶原蛋白溶液；
(2)将改性胶原蛋白溶液升温至60-70℃，依次加入海藻酸钠、羧甲基纤维素、甲基丙烯酸2-异氰酸酯改性淀粉、甘油，然后搅拌保温45min，得到糊状混合液；
(3)采用功率为140-600W的微波，首先将温度升温至45℃，保温20min，然后继续升温至60℃，保温20min；
(4)将微波处理后的糊状混合液置于脱泡机中除去气泡，然后倒入模具中成型，在温度100℃下干燥，14小时，揭膜得到高性能可生物降解食品包装膜，其中硫酸锆、胶原蛋白、去离子水、海藻酸钠、羧甲基纤维素、甲基丙烯酸2-异氰酸酯改性淀粉、甘油的质量比为0.07：2：70：2.4：0.9：1.4。
实施例5
一种高性能可生物降解食品包装膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将胶原蛋白溶于去离子水中，然后加入橡椀单宁，保持溶液温度为8℃，搅拌混合26h，得到改性胶原蛋白溶液；
(2)将改性胶原蛋白溶液升温至60-70℃，依次加入海藻酸钠、羧甲基纤维素、羟丙基二淀粉磷酸酯、甘油，然后搅拌保温50min，得到糊状混合液；
(3)采用功率为140-600W的微波，首先将温度升温至30℃，保温20min，然后继续升温至45℃，保温20min，继续升温至60℃，保温20min；
(4)将微波处理后的糊状混合液置于脱泡机中除去气泡，然后倒入模具中成型，在温度110℃下干燥，16小时，揭膜得到高性能可生物降解食品包装膜，其中橡椀单宁、胶原蛋白、去离子水、海藻酸钠、羧甲基纤维素、羟丙基二淀粉磷酸酯、甘油的质量比为0.08：2：75：2.6：1.1：1.6。
实施例6
一种高性能可生物降解食品包装膜的制备方法，包括以下步骤：
(1)将胶原蛋白溶于去离子水中，然后加入荆树皮单宁，保持溶液温度为9℃，搅拌混合28h，得到改性胶原蛋白溶液；
(2)将改性胶原蛋白溶液升温至60-70℃，依次加入海藻酸钠、羧甲基纤维素、羟丙基二淀粉磷酸酯、甘油，然后搅拌保温55min，得到糊状混合液；
(3)采用功率为140-600W的微波，首先将温度升温至30℃，保温25min，然后继续升温至45℃，保温25min，继续升温至60℃，保温25min；
(4)将微波处理后的糊状混合液置于脱泡机中除去气泡，然后倒入模具中成型，在温度115℃下干燥，18小时，揭膜得到高性能可生物降解食品包装膜，其中荆树皮单宁、胶原蛋白、去离子水、海藻酸钠、羧甲基纤维素、羟丙基二淀粉磷酸酯、甘油的质量比为0.5：2：65：2.8：1.3：1.9。