一种硼纤维改性壳聚糖可降解膜的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种硼纤维改性壳聚糖可降解膜的制备方法，属于包装膜制备领域。
【背景技术】
[0002]包装乳制品、果蔬、肉类等富含营养物品的包装薄膜表面营养丰富，一般保存温度、湿度等条件也比较适合微生物的生长，包装薄膜表面易沾染微生物，微生物很容易迀移到物品上，使得物品腐烂。使用抗菌材料制备包装薄膜，就可以抑制微生物的生长，预防微生物在包装材料表面的繁衍，从而进一步防止物品的变质，提高薄膜的包装保护能力。目前抗菌包装薄膜多为不可降解的塑料制品，一类是将抗菌剂直接混合添加在塑料包装膜里，另一类是将抗菌剂涂覆在塑料包装材料上。这些抗菌薄膜虽然可以满足抗菌需求，但大量包装膜废弃后产生白色垃圾，污染环境。另外，再长期存放中，塑料与食品紧密接触，安全性差。为了解决这些问题，研究出了以壳聚糖为原料制得的包装膜，由于壳聚糖拥有独特的抑菌作用、优越的成膜性和生物相容性，是理想的包装材料，在食品包装和保鲜方面有着极大的发展前景。但壳聚糖作为包装薄膜韧性太低，在成膜后水蒸气阻隔性能较差，因此需要对壳聚糖进行一些改性，以达到包装材料对韧性和阻隔性的需求。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题:针对目前所使用的抗菌包装薄膜多为不可降解的塑料制品，废弃后产生白色污染，污染环境，且以壳聚糖作为包装薄膜因其韧性太低，在成膜后水蒸气阻隔性能较差的弊端，提供了一种硼酸溶液与三聚氰胺加热混合，静置过滤得滤饼粉碎后，于石墨真空炉中煅烧，再于马弗炉中加热得硼纤维，与γ-氨丙基三乙氧基硅烷等混合，过滤干燥后加入壳聚糖粉末、醋酸溶液充分溶液，再与环氧聚合液加热混合，静置脱泡后流延成膜，分别于氢氧化钠溶液和盐酸溶液浸泡，去离子水洗涤干燥制得可降解膜的方法，以达到增韧的目的。本发明制备方法简单，所得产品安全环保、韧性高。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是:
(1)按质量比1:3，将三聚氰胺和质量浓度为40%的硼酸溶液在20?30°C下搅拌混合，并在600?800r/min转速下，加热升温至50?60°C，搅拌混合10?20min后，使其静置冷却10?12h，待无白色沉淀产生，对其抽滤并收集滤饼，在60?80°C的烘箱中干燥2?3h，制得硼酸纤维溶液；
(2)待干燥完成后，将硼酸纤维溶液放入石墨真空炉中，同时向其中通入氮气，控制氮气流量为2L/min，加热升温至800?1000°C，保温煅烧2?3h，待煅烧完成后，将其置于550?600°C马弗炉中加热2?3h，随后停止加热并使其自然冷却至室温，制备得硼纤维；
(3)按重量份数计，选取45?65份的无水乙醇、30?40份的硼纤维和5?15份的Y -氨丙基三乙氧基娃烧搅拌混合25?30min，待搅拌完成后，对其过滤收集滤渣，并置于80?90°C烘箱中干燥3?5h，制备得偶联硼纤维；
(4)待偶联完成后，按重量份数计，选取20?45份的壳聚糖粉末、30?40份的偶联硼纤维和25?40份的质量浓度为2%的醋酸溶液，在600?800r/min下磁力搅拌10?15min，使其充分溶解，制备得壳聚糖酸解液，同时按质量比1:10，将环氧基聚硅氧烷添加至正丁醇中，使其完全溶解制备得环氧聚合液；
(5)待溶解完成后，按质量比1:2，将环氧聚合液与壳聚糖酸解液搅拌混合，随后在600?800r/min下加热升温至55?60°C，使其保温加热4?5h，待反应完成后，对其停止加热，并静置脱泡2?3h，制得壳聚糖膜母液；
(6)待脱泡完成后，将其在玻璃模具中流延成膜，并在50?55°C下干燥20?24h进行揭膜，随后将其分别置于质量浓度为20%的氢氧化钠溶液和20%的盐酸溶液中，浸泡2?3h，然后用去离子水洗涤至pH至7.0，再在20?30°C烘箱中干燥6?8h，即可制备得一种硼纤维改性壳聚糖可降解膜。
[0005]本发明的应用方法:将硼纤维改性壳聚糖可降解膜作为包装薄膜用来包装乳制品、果蔬、肉类等物品，保存15?17天后，观察乳制品、果蔬、肉类无明显腐烂，可以有效抑制包装内细菌的生长，杀死有害微生物，维持良好的贮藏质量，该降解膜韧性高，拉伸强度^ 11.5MPa，断裂伸长率多250，在成膜后水蒸气阻隔性能好，丢弃后可自然降解，值得推广与使用。
[0006]本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
(1)本发明制备方法简单，所得产品韧性高于其他包装薄膜18%以上，拉伸强度彡11.5MPa，断裂伸长率彡250，在成膜后水蒸气阻隔性能好；
(2)产品使用废弃后可自然降解，无白色污染产生，安全环保。
【具体实施方式】
[0007]首先按质量比1: 3，将三聚氰胺和质量浓度为40%的硼酸溶液在20?30°C下搅拌混合，并在600?800r/min转速下，加热升温至50?60°C，搅拌混合10?20min后，使其静置冷却10?12h，待无白色沉淀产生，对其抽滤并收集滤饼，在60?80°C的烘箱中干燥2?3h，制得硼酸纤维溶液；然后待干燥完成后，将硼酸纤维溶液放入石墨真空炉中，同时向其中通入氮气，控制氮气流量为2L/min，加热升温至800?1000°C，保温煅烧2?3h，待煅烧完成后，将其置于550?600°C马弗炉中加热2?3h，随后停止加热并使其自然冷却至室温，制备得硼纤维；再按重量份数计，选取45?65份的无水乙醇、30?40份的硼纤维和5?15份的γ -氨丙基三乙氧基硅烷搅拌混合25?30min，待搅拌完成后，对其过滤收集滤渣，并置于80?90°C烘箱中干燥3?5h，制备得偶联硼纤维；待偶联完成后，按重量份数计，选取20?45份的壳聚糖粉末、30?40份的偶联硼纤维和25?40份的质量浓度为2%的醋酸溶液，在600?800r/min下磁力搅拌10?15min，使其充分溶解，制备得壳聚糖酸解液，同时按质量比1:10，将环氧基聚硅氧烷添加至正丁醇中，使其完全溶解制备得环氧聚合液；再待溶解完成后，按质量比1: 2，将环氧聚合液与壳聚糖酸解液搅拌混合，随后在600?800r/min下加热升温至55?60°C，使其保温加热4?5h，待反应完成后，对其停止加热，并静置脱泡2?3h，制得壳聚糖膜母液；最后待脱泡完成后，将其在玻璃模具中流延成膜，并在50?55°C下干燥20?24h进行揭膜，随后将其分别置于质量浓度为20%的氢氧化钠溶液和20%的盐酸溶液中，浸泡2?3h，然后用去离子水洗涤至pH至7.0，再在20?30°C烘箱中干燥6?8h，即可制备得一种硼纤维改性壳聚糖可降解膜。
[0008]实例1
首先按质量比1: 3，将三聚氰胺和质量浓度为40%的硼酸溶液在20°C下搅拌混合，并在600r/min转速下，加热升温至50°C，搅拌混合lOmin后，使其静置冷却10h，待无白色沉淀产生，对其抽滤并收集滤饼，在60°C的烘箱中干燥2h，制得硼酸纤维溶液；然后待干燥完成后，将硼酸纤维溶液放入石墨真空炉中，同时向其中通入氮气，控制氮气流量为2L/min，加热升温至800°C，保温煅烧2h，待煅烧完成后，将其置于550°C马弗炉中加热2h，随后停止加热并使其自然冷却至室温，制备得硼纤维；再按重量份数计，选取45份的无水乙醇、40份的硼纤维和15份的γ -氨丙基三乙氧基硅烷搅拌混合25min，待搅拌完成后，对其过滤收集滤渣，并置于80°C烘箱中干燥3h，制备得偶联硼纤维；待偶联完成后，按重量份数计，选取20份的壳聚糖粉末、40份的偶联硼纤维和40份的质量浓度为2%的醋酸溶液，在600r/min下磁力搅拌lOmin，使其充分溶解，制备得壳聚糖酸解液，同时按质量比1:10，将环氧基聚硅氧烷添加至正丁醇中，使其完全溶解制备得环氧聚合液；再待溶解完成后，按质量比1:2，将环氧聚合液与壳聚糖酸解液搅拌混合，随后在600r/min下加热升温至55°C，使其保温加热4h，待反应完成后，对其停止加热，并静置脱泡2h，制得壳聚糖膜母液；最后待脱泡完成后，将其在