专利名称：一种聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料纳米TiO<sub>2</sub>功能改性方法
技术领域：
本发明涉及食品包装的纳米改性复合涂膜包装材料及其制备工艺，属于复合食品包装材料技术领域，具体地说是一种聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料纳米TiO2功能改性方法。
背景技术：
涂膜包装保鲜方法是近年来食品包装贮藏保鲜研究开发的新热点，其包装保鲜效果主要依赖于膜材料的选择复合和成膜方法。聚乙烯醇(PVA)易于成膜和降解，卫生安全性好而大量用于食品包装，但具有的亲水性能使成膜后有较高的透湿性而影响其食品包装上的应用效果；研究PVA与其他材料共混交联复合及功能性纳米材料改性新技术，开发聚乙烯醇基涂膜保鲜包装新材料是本领域技术创新发展方向。发明专利ZL200910027113. X “聚乙烯醇基涂膜保鲜包装新材料及制备工艺”，采用戊二醛作聚乙烯醇和硬脂酸二元基质的交联剂，得到的聚乙烯醇基涂膜包装新材料虽然能显著降材料成膜后的透湿率，但商业应用仍有许多问题；专利ZL200810155224. 4 “传统禽蛋产品复合纳米材料涂膜保鲜方法”采用纳米SiO2对上述聚乙烯醇基涂膜包装新材料作进一步改性，其透湿率等性能指标有进一步提高，但抑菌保鲜性能仍不满足熟煮咸鸭蛋等长期流通品质保鲜要求。因此，采用不同功能纳米材料交联复合改性，成为提高聚乙烯醇基复合涂膜包装材料综合抑菌保鲜包装性能的技术创新发展方向。发明内容
本发明的目的在于针对聚乙烯醇基复合材料用作涂膜保鲜包装其耐水阻湿性较差和抗菌保鲜功能性低的问题，提供一种采用纳米TiO2结合纳米SiO2对聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料进行功能改性的方法。
解决本发明技术问题的方案为一种聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料纳米TiO2功能改性方法，其步骤包括步骤1、将纳米Ti02、SiO2加入到聚乙烯醇水溶液中搅拌；步骤2、将上述混合液进行超声混合；步骤3、超声后将混合溶液置于反应釜中加热并恒温搅拌反应；步骤4、在反应釜中再加入同温度的硬脂酸-酒精混合溶液和戊二醛并搅拌，恒温下交联反应；步骤5、反应完后再搅拌并冷却至室温即制备成纳米复合涂膜新材料。
所述的纳米TiO2颗粒纯度在96%以上，比表面积150±10 m2 · g'平均粒径 10±3nm，所述的纳米TiO2在聚乙烯醇水溶液中添加的浓度为O. 4-0. 7g/L。
所述的纳米SiO2颗粒纯度在98%以上，比表面积380± 10 m2 · g'粒径9-40 nm, 所述的纳米SiO2在聚乙烯醇水溶液中添加的浓度为O. 3-0. 6g/L。
所述的聚乙烯醇水溶液浓度为30-80 g/LH2Q。
所述的硬脂酸与酒精的质量体积比为1: (15-25)，所述的硬脂酸液添加量按照与聚乙烯醇水溶液的质量体积比为4-5g/L ;所述的戊二醛在所述的聚乙烯醇水溶液中的质量浓度为3-4g/L。
本发明的优点在于(I)采用纳米TiO2对聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料进行改性，利用纳米TiO2本身的光催化抑菌性特性，可显著提高聚乙烯醇基复合涂膜材料抗菌保鲜功能。
(2)本发明采用纳米SiO2的硅氧键与聚乙烯醇亲水基(一HO)反应改变聚乙烯醇亲水性能，TiO2的适量添加能提高硅氧键与聚乙烯醇亲水基(一 HO)的结合反应效果，并填补聚乙烯醇网络结构空隙，改变水分子在膜中的渗透路径，显著的降低材料成膜后的透湿率，有效提高改性材料的耐水性和成膜阻隔性能。
(3)纳米TiO2-SiO2K合改性聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料，用于传统蛋制品涂膜包装后具有的阻湿保水性能和抑菌保鲜效果明显优于单一纳米SiO2改性。也显著降低了纳米SiO2的添加剂量。
图1纳米Ti02、Si02改性对PVA基复合涂膜材料成膜透湿率的交互作用(X3= O. 40，a为纳米Ti02、Si02对成膜透湿率影响的响应曲面，b为纳米Ti02、Si02对成膜透湿率影响的等闻线)。
图2纳米Ti02、Si02改性对PVA基复合涂膜材料成膜抑菌效果的交互作用(X3= O. 40，a为纳米Ti02、Si02对成膜抑菌直径影响的响应曲面，b为纳米Ti02、Si02对成膜抑菌直径影响的等高线)。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步的描述。
实施例1 :将纳米Ti02、SiO2加入到浓度为50 g/L的聚乙烯醇水溶液中搅拌后置于超声波水浴中，在功率密度65W/L条件下超声20min，纳米TiO2和SiO2均匀分散于聚乙烯醇溶液中后， 混合溶液置于反应釜加热到温度达到90°C恒温搅拌反应5. 5小时，然后加入同温度(90°C) 的硬脂酸-酒精(乙醇含量为90-99%)混合溶液，其硬脂酸与酒精的质量体积比为1:20，硬脂酸液添加量按照与聚乙烯醇水溶液的质量体积比为4. 5g/L，同时加入戊二醛，恒温下交联反应50min，再搅拌并冷却至室温即制备成纳米改性复合涂膜新材料。
纳米Ti02、SiO2投加量按照下表响应曲面试验设计。
权利要求
1.一种聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料纳米TiO2功能改性方法，其特征在于包括以下步骤步骤1、将纳米Ti02、SiO2加入到聚乙烯醇水溶液中搅拌；步骤2、将混合液进行超声混合；步骤3、超声后将混合溶液置于反应釜中加热，并恒温搅拌反应；步骤4、在反应釜中再加入同温度的硬脂酸-酒精混合溶液和戊二醛并搅拌，恒温下交联反应；步骤5、反应完后再搅拌并冷却至室温即制备成纳米复合涂膜新材料。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料纳米TiO2功能改性方法，其特征在于步骤I中所述的纳米TiO2在聚乙烯醇水溶液中添加的浓度为O. 4-0. 7g/ L，所述的纳米SiO2在聚乙烯醇水溶液中添加的浓度为O. 3-0. 6g/L，所述的聚乙烯醇水溶液浓度为 30-80 g/LH2。。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料纳米TiO2功能改性方法，其特征在于步骤2中所述的超声时间为15-25min，超声功率密度为58-70W/L。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料纳米TiO2功能改性方法，其特征在于步骤3中所述的反应温度为85-95°C，所述的反应时间为5-6小时。
5.根据权利要求1所述的一种聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料纳米TiO2功能改性方法，其特征在于步骤4中所述的硬脂酸与酒精的质量体积比为1: (15-25)，所述的硬脂酸液添加量按照与聚乙烯醇水溶液的质量体积比为4-5g/L ;所述的戊二醛在所述的聚乙烯醇水溶液中的质量浓度为3-4g/L，交联反应时间为40-60min。
全文摘要
本发明涉及一种聚乙烯醇基复合涂膜保鲜包装材料纳米TiO2功能改性方法，其步骤包括将纳米TiO2、SiO2加入到聚乙烯醇水溶液中搅拌；将上述混合液进行超声混合；超声后将混合溶液置于反应釜中加热并恒温搅拌反应；在反应釜中再加入同温度的硬脂酸-酒精混合溶液和戊二醛并搅拌，恒温下交联反应；反应完后再搅拌并冷却至室温即制备成纳米复合涂膜新材料。本发明采用纳米TiO2对聚乙烯醇基复合保鲜包装材料进行改性，新材料成膜透湿率显著降低，且显著提高包装材料的抑菌保鲜性能。
文档编号C09D129/14GK103031026SQ20111029598
公开日2013年4月10日 申请日期2011年10月8日 优先权日2011年10月8日
发明者章建浩, 王佳媚, 尹月玲 申请人:常熟市屹浩食品包装材料有限公司