本发明属于材料和农业领域，具体涉及一种磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜及其制备方法。
背景技术：
目前，果蔬贮存和保鲜方法主要有低温冷藏、气调、辐照、化学杀菌和保鲜膜包装等。其中，保鲜膜方法以其成本低、操作简单、适用面广、效果明显等优点被广泛使用。目前所采用的保鲜膜主要有普通保鲜膜、微孔保鲜膜、防雾功能保鲜膜、可食性保鲜膜和抗菌保鲜膜等。由于各种果蔬保鲜要求不同，单一功能的保鲜膜不能满足要求，因此，同时具备抗菌、除氧、去湿、除乙烯等功能的多功能包装材料的研制很有必要。
作者姜燕等人在《壳聚糖-PE双层抑菌保鲜膜的制备及抑菌性的研究》一文中，结合壳聚糖良好的成膜性和广谱抑菌性及PE膜较好的机械强度和阻隔性，制备壳聚糖-PE双层抑菌保鲜膜。该保鲜膜机械强度和阻隔性不错，但是存在在贮藏时容易在保鲜膜内结露问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜及其制备方法，该薄膜不仅具有良好的透气性，还具有优异的机械强度。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜，其特征在于，其由如下重量份的原料制备而成：山茶籽8-10份、薄荷叶6-8份、芦荟叶1.5-2份、丁香花2-3份、丙酮80-100份、无水硫酸钠8-10份、六水合三氯化铁25-30份、乙二醇120-150份、醋酸钠20-25份、乙二胺18-22份、乳酸10-12份、无水乙醇180-200份、环己烷120-150份、甲醇18-20份、三乙胺20-25份、丙烯酸羟乙酯12-15份、甲苯100-120份、异丙基丙烯酰胺15-18份、偶氮二异丁腈1-1.5份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2-3份、聚乙烯醇220-250份、醋酸乙烯酯25-30份、过硫酸铵溶液35-40份、乙酸丙酸纤维素2-3份、蜜蜡2-3份、癸二酸二辛酯2-3份、去离子水适量。
所述的磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将山茶籽去壳，与薄荷叶、芦荟叶和丁香花混合均匀后，粉碎至80-100目，采用1/2的丙酮超声提取2-3次，每次超声提取条件：温度40-50℃，超声波功率300-400W，超声辅助提取时间40-50min，过滤，收集滤液，合并滤液，得到滤液a；将滤饼通过剩余的丙酮微波萃取3-4次，每次微波萃取的条件：微波功率为650-700w，辐射时间为50-60min，过滤，收集滤液，得到滤液b；将滤液a和滤液b合并，经过70-80℃减压蒸馏回收溶剂，产物用无水硫酸钠干燥20-24h，得到茶籽油；
（2）将六水合三氯化铁加入到乙二醇中，混合搅拌成澄清溶液，再加入加入醋酸钠和乙二胺，继续混合搅拌，充分溶解后转移至水热反应釜内衬中，密封反应-釜，升高温度至180-200℃，保温10-12h，冷却到室温，加入乳酸，70-80℃恒温搅拌反应2-3h，用永磁铁分离产物，采用无水乙醇和水分别清洗产物2-3次，冷冻干燥，得到纳米Fe3O4磁性颗粒；
（3）将步骤（1）的产物加入到环己烷中，混合均匀后，加入甲醇和三乙胺，超声混合8-10min，加入步骤（2）的产物，静置20-24h，用永磁铁分离，加入到装有冷凝管的反应容器中，再加入丙烯酸羟乙酯和甲苯，混合搅拌均匀后，加入异丙基丙烯酰胺，继续混合搅拌20-30min，通氮气排氧25-30min，加入偶氮二异丁腈和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，在氮气保护的情况下将反应温度升至75-80℃，反应20-24h，反应完毕后，将反应液冷却到室温，用旋转甩干仪把溶剂除掉；
（4）在反应釜中加入相当于聚乙烯醇重量份15-18倍的去离子水，开动搅拌机，再加入聚乙烯醇，升温至90-95℃保温反应1.5-2h，冷却至65-70℃，再加入1/2的醋酸乙烯酯，搅拌15-20min后加入1/4的过硫酸铵溶液，升温至75-80℃，保温搅拌反应至无回流；加入剩余的醋酸乙烯酯、步骤（3）的产物、乙酸丙酸纤维素和1/4的过硫酸铵溶液，75-80℃保温搅拌反应2-3h，加入蜜蜡和剩余的过硫酸铵溶液，继续保温搅拌反应1-2h，升温至85-90℃，继续保温搅拌反应4-5h，加入癸二酸二辛酯，继续搅拌40-50min；流延至玻璃板上，静置15-20min，之后于80-85℃干燥3-3.5h，冷却到室温，揭膜，得到磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜。
所述的磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜，其特征在于，所述的过硫酸铵溶液的浓度为0.8-1mol/L。
本发明的有益效果为：本发明利用山茶籽、薄荷叶、芦荟叶、丁香花等原料制备茶籽油，不仅能抑制细菌及微生物滋长且具有高效广谱灭菌作用；本发明将制备得到的茶籽油吸附在负载纳米Fe3O4磁性颗粒上，在采用聚丙烯酸酯包覆，使其缓慢释放，延长保鲜膜抗菌时间；聚乙烯醇制备的薄膜具有良好的透明度和光泽性，较大的拉伸强度和撕裂强度，极好的气体阻隔性能，良好的热合性和粘接性等，而且其水溶性和生物降解性可以有效地解决众多包装膜环保性差的问题；而且通过醋酸乙烯酯增加聚乙烯醇的交联度和聚合度，进一步增强保鲜膜的柔韧性；本发明采用纳米Fe3O4磁性颗粒增强保鲜薄膜，不仅增加薄膜的机械性能，而且赋予薄膜抗静电性能；本发明的磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜，机械性能好，结构稳定，透气性好，同时具有良好的抗菌作用，可减缓果蔬的内源代谢老化和外源微生物导致的腐败，大幅度延长保鲜期和有效保持果蔬品质。
具体实施方式
本实施例的磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜，其由如下重量份的原料制备而成：山茶籽10份、薄荷叶6份、芦荟叶2份、丁香花3份、丙酮100份、无水硫酸钠8份、六水合三氯化铁30份、乙二醇150份、醋酸钠25份、乙二胺22份、乳酸12份、无水乙醇200份、环己烷150份、甲醇20份、三乙胺25份、丙烯酸羟乙酯15份、甲苯120份、异丙基丙烯酰胺18份、偶氮二异丁腈1.5份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵3份、聚乙烯醇250份、醋酸乙烯酯30份、过硫酸铵溶液40份、乙酸丙酸纤维素3份、蜜蜡3份、癸二酸二辛酯3份、去离子水适量。
本实施例的磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜，其由如下步骤制备而成：
（1）将山茶籽去壳，与薄荷叶、芦荟叶和丁香花混合均匀后，粉碎至100目，采用1/2的丙酮超声提取3次，每次超声提取条件：温度50℃，超声波功率400W，超声辅助提取时间50min，过滤，收集滤液，合并滤液，得到滤液a；将滤饼通过剩余的丙酮微波萃取4次，每次微波萃取的条件：微波功率为700w，辐射时间为60min，过滤，收集滤液，得到滤液b；将滤液a和滤液b合并，经过80℃减压蒸馏回收溶剂，产物用无水硫酸钠干燥24h，得到茶籽油；
（2）将六水合三氯化铁加入到乙二醇中，混合搅拌成澄清溶液，再加入加入醋酸钠和乙二胺，继续混合搅拌，充分溶解后转移至水热反应釜内衬中，密封反应-釜，升高温度至200℃，保温12h，冷却到室温，加入乳酸，80℃恒温搅拌反应3h，用永磁铁分离产物，采用无水乙醇和水分别清洗产物3次，冷冻干燥，得到纳米Fe3O4磁性颗粒；
（3）将步骤（1）的产物加入到环己烷中，混合均匀后，加入甲醇和三乙胺，超声混合10min，加入步骤（2）的产物，静置24h，用永磁铁分离，加入到装有冷凝管的反应容器中，再加入丙烯酸羟乙酯和甲苯，混合搅拌均匀后，加入异丙基丙烯酰胺，继续混合搅拌20min，通氮气排氧25min，加入偶氮二异丁腈和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，在氮气保护的情况下将反应温度升至80℃，反应24h，反应完毕后，将反应液冷却到室温，用旋转甩干仪把溶剂除掉；
（4）在反应釜中加入相当于聚乙烯醇重量份18倍的去离子水，开动搅拌机，再加入聚乙烯醇，升温至95℃保温反应2h，冷却至70℃，再加入1/2的醋酸乙烯酯，搅拌20min后加入1/4的过硫酸铵溶液，升温至80℃，保温搅拌反应至无回流；加入剩余的醋酸乙烯酯、步骤（3）的产物、乙酸丙酸纤维素和1/4的过硫酸铵溶液，80℃保温搅拌反应2-3h，加入蜜蜡和剩余的过硫酸铵溶液，继续保温搅拌反应2h，升温至90℃，继续保温搅拌反应5h，加入癸二酸二辛酯，继续搅拌50min；流延至玻璃板上，静置20min，之后于85℃干燥3.5h，冷却到室温，揭膜，得到磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜。
经测试，本实施例的磁性颗粒增强的聚乙烯醇果蔬保鲜薄膜，拉伸强度大于30MPa，断裂伸长率大于150%，透光率大于90%，薄膜两侧温度差大于5℃。