一种聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜及其制备方法与流程

本发明涉及高分子及农产品贮运保鲜技术领域，特别涉及一种聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜的制备及在果蔬贮运保鲜领域的应用方法。

背景技术：

传统的pe、pp、pvc等塑料保鲜膜是一种合成高分子材料，主要成分是合成树脂，一般情况下很难被自然界中的微生物分解，在给人们带来便利的同时也引发了全球的“白色污染”，污染了土地和环境，甚至危害到了动物的生命，严重危害了我们的生存环境。聚乳酸保鲜膜通常由玉米淀粉经过改性、接枝反应后与其它聚合物共混加工而成的一种具有使用方便、生物全降解的高分子材料制成的母粒成塑制膜，但膜的韧性较差，缺乏柔软性，只能应用于对柔软性不作要求的领域。本发明旨在提供一种聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜的制备及在果蔬贮运保鲜领域的应用方法，已解上述难题，拓展在果蔬保鲜领域的应用范围。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜及其制备方法，及在果蔬贮运保鲜领域的应用方法，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

一种聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜，由下述重量份数的原料制成的：聚乳酸树脂（pla）36~40份、caco33~5份、枣核木碳粉2~3份、pbat40~45份、太赫兹粉5~10份。

所述太赫兹粉采用中国专利zl201910527213.2，发明名称为“一种具有抗菌保鲜除味效果的太赫兹材料及其制备方法和应用”中公开的具有抗菌保鲜除味效果的太赫兹材料。

进一步，所述太赫兹粉以太赫兹pla母粒的形式加入。

当采用太赫兹pla母粒时，所述的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜，其特征在于它是由下述重量份数的原料制成的：太赫兹pla母粒15~33份、聚乳酸树脂（pla）16~30份、caco33~5份、枣核木碳粉2~3份、pbat40~45份；所述太赫兹pla母粒包括重量份数为3~60份的太赫兹粉末、重量份数为100份的pla以及增韧剂，所述增韧剂的重量为太赫兹粉的1~10%。

上述太赫兹粉采用cn110240470a中公开的具有抗菌保鲜除味效果的太赫兹材料及其制备方法。

所述的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）按比例将pla、pbat、caco3、枣核木碳粉加入到高速混料机中，在一定转速下混合均匀，然后将混合均匀的物料放出；

（2）将（1）中混合均匀的物料加入螺杆挤出机中，再将太赫兹粉从侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，挤出、拉条、冷却，切粒后得到改性的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜制备的专用树脂；

（3）将（2）得到的改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜制备的专用树脂加入到吹膜机组中挤出、吹胀、经过或不经过二次吹胀、冷却、牵引、太赫兹加强辐照、收卷得到聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜。

所述的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）按比例将太赫兹pla母粒、pla、pbat、caco3、枣核木碳粉加入到高速混料机中，在一定转速下混合均匀，然后将混合均匀的物料放出；

（2）将（1）中混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中，挤出、拉条、冷却，切后得到改性的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜制备的专用树脂母粒；

（3）将（2）得到的改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜制备的专用树脂加入到吹膜机组中挤出、吹胀、经过或不经过二次吹胀、冷却、牵引、太赫兹加强辐照、收卷得到聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜。

进一步，所述步骤（1）中高速混料机的转速为210~230r/min，混合时间为5~10min。

进一步，所述步骤（2）中双螺杆挤出机的料筒温度172℃，模头温度176℃，挤出机螺杆长径比为（53~55）:1。

进一步，所述步骤（3）中吹膜机组的料筒温度为172℃，模头温度为174℃，仅吹胀时，吹胀比为2.5~2.9，有二次吹胀时，吹胀比为1.6~1.8二次吹胀比2.5~2.9。

进一步，所述太赫兹加强辐照处理频段为1.0×10¹¹～6.0×10¹²hz。

进一步，所述太赫兹加强辐照所用设备包括太赫兹加强辊，所述太赫兹加强辊通过电缆与多用途太赫兹波电子发生器连接，所述太赫兹加强辊与机架之间设有绝缘轴承座。

本发明的有益效果：1、本发明的改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜的制备方法，优选适量特殊分子量的pbat、caco3、枣核木碳粉，增加了聚乳酸树脂的韧性与吸湿性，优选太赫兹粉用量及特殊的改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜成膜工艺，提高了改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜挤出的稳定性，稳定了改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜厚度，得到的改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜厚度偏差在0.003mm之内。

2、通常的吹膜机的产品收卷轴的旁边是一个金属制的传动辊，本发明将该金属制的传动辊与机架之间增加了绝缘支撑板（绝缘轴承座），并且将该金属制的传动辊（太赫兹加强辊）通过金属轴、轴承经由电缆与多用途太赫兹波电子发生器（参见专利申请号201910527170.8，发明名称为“一种多用途太赫兹波电子发生器”）连接，这样使得传动辊增加了太赫兹加强处理功能。太赫兹辐照处理的目的是增强太赫兹材料的转化效率，提高径向发射率，稳定频谱范围。经测试，可以提高太赫兹发射功率30~500倍。太赫兹辐照处理对塑料薄膜的强度有好处，提高拉伸强度5%左右。

3、采用二次吹胀工艺一方面提高了改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜的物理机械性能，另一方面增加了改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜抑菌性均衡性。

4、本发明提供一种改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜制备方法，拓展了在果蔬保鲜领域的应用范围，可以替传统的pe、pp、pvc等塑料保鲜膜，可以减少白色污染，由于改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜为天然的抑菌除味材料料，可用于果蔬贮运销包装环节中，延长保鲜期及货架期，保持果蔬原有营养品质。

附图说明

图1为吹胀制膜装置结构示意图；

图2为二次吹胀制膜装置结构示意图；

1、主轴驱动机构；2、减速机；3、进料口；4、工作平台和栏杆；5、支架；6、双螺杆挤出机；7、人字夹板；8、管泡；9、二次加热器；10、吹胀；11、模头（含模口）12、薄膜；13、多用途太赫兹波电子发生器；14、电缆；15、太赫兹加强辊（同时是传动钢棍）；16、绝缘轴承座；17、产品收卷轴；18、齿条。

具体实施方式

下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围，该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

本实施例的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜的制备方法如下：

将38份聚乳酸树脂（pla），42份聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（pbat），3份caco3，2份枣核木碳粉，6份太赫兹粉制成聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜专用改性树脂。高速混料机：220r/min、6min，双螺杆挤出机料筒温度：172℃，模头温度：176℃。将改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜专用树脂加入到吹膜机组中经过挤出、吹胀、牵引、太赫兹加强辐照、收卷得到聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜，料筒温度为172℃，模头温度为174℃，吹胀比为2.5，太赫兹加强辐照辐照处理频段为1.0×10¹¹～6.0×10¹²hz；

如图1所示，所述太赫兹加强辐照所用设备包括太赫兹加强辊15，所述太赫兹加强辊15通过电缆14与多用途太赫兹波电子发生器13连接，具体的，将太赫兹加强辊15的轴与多用途太赫兹波电子发生器13通过电缆14连接，所述太赫兹加强辊15与机架之间设有绝缘轴承座16。

实施例2

本实施例的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜的制备方法如下：

将36份聚乳酸树脂（pla），45份聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（pbat），1份caco3，2份枣核木碳粉，8份太赫兹粉制成聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜专用改性树脂。高速混料机：220r/min、6min，双螺杆挤出机料筒温度：172℃，模头温度：176℃。将改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜专用树脂加入到吹膜机组中经过挤出、吹胀、二次吹胀、牵引、太赫兹加强辐照、收卷得到聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味热缩保鲜膜，料筒温度为172℃，模头温度为174℃，第一次吹胀比为1.6，第二次吹胀比2.7，太赫兹加强辐照辐照处理频段为1.0×10¹¹～6.0×10¹²hz；

如图2所示，所述太赫兹加强辐照所用设备包括太赫兹加强辊15，所述太赫兹加强辊15通过电缆14与多用途太赫兹波电子发生器13连接，所述太赫兹加强辊15与机架之间设有绝缘轴承座16。

实施例3

本实施例的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜的制备方法如下：

将17份聚乳酸树脂（pla），45份聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（pbat），2份caco3，2份枣核木碳粉，10份太赫兹pla母粒（太赫兹粉含量30%）制成聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜专用改性树脂，高速混料机：220r/min、6min，双螺杆挤出机料筒温度：172℃，模头温度：176℃。将改性聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜专用树脂加入到吹膜机组中经过挤出、吹胀、二次吹胀、牵引、太赫兹加强辐照、收卷得到聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味热缩保鲜膜，料筒温度为172℃，模头温度为174℃，第一次吹胀比为1.6，第二次吹胀比2.7。

本实施例的太赫兹pla母粒的制备方法如下：

将原料pla树脂70重量份、太赫兹粉末30重量份、巴斯夫c1200聚乳酸透明增韧剂1重量份，一并加入螺杆挤出机中挤出、拉条、冷却、切粒后得到母粒、太赫兹活化、装袋打标后即为聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜专用树脂母粒，双螺杆挤出机的料筒温度172℃，模头温度176℃，挤出机螺杆长径比为53~55:1，其中太赫兹活化采用太赫兹加强辐照的方式进行，太赫兹辐照处理采用太赫兹波电子发生器（专利申请号为2019105271708），处理频段为1x10¹¹、5.5x10¹¹、1.1x10¹²、5.5x10¹²、1.1x10¹³、5x10¹³hz。

所述太赫兹加强辐照所用设备同实施例2。

实施例1~3关于制膜设备的未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。实施例1~3关于太赫兹粉采用中国专利zl201910527213.2中公开的具有抗菌保鲜除味效果的太赫兹材料及其制备方法。实施例1~3中的份均指重量份。

应用例1

选取蓝莓、葡萄、樱桃番茄为应用试材，将选取的小浆果果实经挑选、预冷、装袋、冷藏。将选取的果实分成三组，1组为裸果贮藏、2组为市面销售普通塑料保鲜袋、3组为实施例1中所制聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜所制的小浆果专用保鲜袋，将三组实验果实置于冷藏库中，冷藏库温度为0℃～1℃，湿度为85%～90%，结果如下表：

由上表可知，采用本发明制备的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜袋可延长小浆果类果实贮藏保鲜期，有效减少水分流失，降低失重率。

应用例2

选取桃、李、樱桃为应用试材，将选取的果实经挑选、预冷、装袋、冷藏。将选取的果实分成三组，1组为裸果贮藏、2组为市面销售普通塑料保鲜袋、3组为实施例2中所制聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味热缩保鲜膜包裹然后用热风吹缩，将三组实验果实置于冷藏库中，冷藏库温度为0℃～1℃，湿度为85%～90%，结果如下表：

由上表可知，采用本发明制备的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜袋可延长核果类果实贮藏保鲜期，有效减少水分流失，降低失重率。

应用例3

选取菠菜、油菜、筒篙为应用试材，将选取的叶菜经挑选、预冷、装袋、冰箱冷藏。将选取的果实分成三组，1组为裸果贮藏、2组为市面销售普通塑料保鲜袋、3组为实施例3中所制聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜膜所制的叶菜专用保鲜袋，将三组实验果实置于冰箱中，冰箱温度为4℃～6℃，湿度为65%～75%，结果如下表：

由上表可知，采用本发明制备的聚乳酸-太赫兹可降解杀菌除味保鲜袋可延长叶菜贮藏保鲜期，有效减少水分流失，降低失重率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。