一种完全可降解聚已内酯薄膜及其生产方法与它的用图
【专利说明】-种完全可降解聚已内酯薄膜及其生产方法与它的用途 【技术领域】
[0001] 本发明属于食品保鲜技术领域。更具体地，本发明涉及一种具有自发性气调功能 的完全可降解聚已内酯薄膜，还涉及所述完全可降解聚已内酯薄膜生产方法，还涉及所述 完全可降解聚已内酯薄膜的用途。 【【背景技术】】
[0002] 草莓味道鲜美，具有较高的营养价值，市场需求量大。新鲜草莓果皮薄，表面结构 粗糙，含水量高达90~95 %，组织娇嫩、易受伤害和微生物侵染而腐烂变质，在常温下放置 1~2天就开始变色变味，严重时会腐烂，新鲜率下降明显。因此，只有充分利用现代科学技 术结合自然条件来延长草莓保鲜期，提高草莓产业经济效益，以满足人们对食品安全、品质 和营养的多重要求。目前草莓的贮藏与保鲜方法主要有低温冷藏、热处理、辐照、气调贮藏 与化学防腐剂保鲜。
[0003] 邱朝坤等人在题为"溶菌酶和乳酸链球菌素在草莓保鲜中的应用研究"，《湖北农 业》，（7)，ppl631-1633(2014)的文章中研究了溶菌酶和乳酸链球菌素对草莓低温保鲜效果 的影响，结果表明〇. 01 %溶菌酶与〇. 10% Nisin复配保鲜液对草莓保鲜效果最好，贮藏前5 天无烂果。高欣、郑华艳在题为"不同包装材料对草莓贮藏品质和保鲜期的影响"，《食品工 业科技》，（2) (2015)中，采用LDPE、HDPE和OPP不同塑料包装材料对草莓进行了冷藏保鲜 包装研究，结果表明塑料包装膜能明显抑制草莓变质；具有较低透气率的HDPE薄膜保鲜效 果最好。章建浩在《生鲜食品贮藏保鲜包装技术》，化学工业出版社出版（2009)中指出，气 调包装（MPA)技术可以大大延长果蔬的货架期，一般而言，果蔬类产品的MP应选用具有较 好透气性和透湿性材料，并注意〇)2和0 2的选择性透过，其CO 2/02的透过比为8~10:1是 较为理想的。而目前市场上销售的气调包装材料例如是聚乙烯（PE)、聚丙烯（PP)、聚氯乙 烯（PVC)、PVDC、聚酰胺以及PET等薄膜材料，它们的C02/02的透过比约为3~6:1，不能满 足理想气调包装的需求。肖功年等人在题为"气调包装（MAP)对草莓保鲜的影响"，《食品工 业科技》，出），PP68-71 (2003)中研究了气调包装技术对草莓贮藏保鲜的效果，结果表明草 莓最佳气调贮藏的条件为2. 5% 02、16% CO2，这样它能够把草莓的货架寿命延长4~6天。
[0004] CN 99103003. 6公开了一种充气式草莓保鲜袋。这种充气式草莓保鲜袋包 括袋体、乙烯吸附剂、混合保鲜气体及草莓，混合保鲜气体的成分为氮气、氧气和二氧 化碳，其体积比为氮气94-95%、氧气1.5-4%、二氧化碳2-4.5%，混合气体压力为 I. 00X 105Pa-3X105Pa。
[0005] CN 201210261821公开了一种草莓的气调保鲜方法，将新鲜采摘的草莓经预冷后 置于包装容器内，并向所述包装容器内通入氧气、二氧化碳和氮气三种气体的混合气体，使 得包装容器氮气的浓度为85-95%、氧气的浓度为1-8%、二氧化碳的浓度为1-6%，将包装 好的草莓置入0~2 °C的冷库内冷藏。
[0006] 使用保鲜剂能够延长草莓货架期，但会带来食品安全隐患，而充气包装会增加运 输生产成本，并且这些包装材料大量使用会造成环境压力，易造成白色污染。
[0007] 因此，针对现有技术存在的技术缺陷，本发明人在总结现有技术的基础之上，通过 大量实验研究，终于完成了本发明。 【
【发明内容】
】
[0008] [要解决的技术问题]
[0009] 本发明的目的是提供一种具有自发性气调功能的完全可降解聚已内酯薄膜。
[0010] 本发明的另一个目的是提供所述完全可降解聚已内酯薄膜的生产方法。
[0011] 本发明的另一个目的是提供所述完全可降解聚已内酯薄膜的用途。
[0012] [技术方案]
[0013] 本发明是通过下述技术方案实现的。
[0014] 本发明通过控制拉伸比例和薄膜厚度来调控完全可降解PCL薄膜气体透过性。通 过对薄膜水蒸气，二氧化碳（CO2)和氧气（CO2)等通透性测试，选取拉伸比例为3-5的PCL 膜制备自发气调保鲜袋，它用于包装草莓在温度约4°C的冷鲜柜中储存。通过感官评价、理 化指标测定，包装袋内气氛组成等综合评估包装袋的保鲜效果，并与未包装的、市售尼龙/ 聚乙烯（PA/PE)与PE包装草莓的保鲜效果进行了对比分析。
[0015] 本发明涉及一种具有自发性气调功能的完全可降解聚已内酯薄膜。
[0016] 所述的完全可降解聚已内酯薄膜是单轴纵向拉伸的完全可降解聚已内酯薄膜，它 具有下述特性：
[0017] A、热学性能
[0018] 熔融温度 1":62· 8-64. 1°C ;热焓 AHn^S. 0-68. 4J/g ;单轴拉伸比：3-5。
[0019] 采用由美国TA仪器有限公司以商品DSC Q20销售的差示扫描量热仪（即DSC)测 量了热学性能。这种仪器通过热电偶收集材料在升/降温过程中热流随时间的变化绘制成 一种曲线，由于材料在熔点时会大量吸热，曲线在此处出现尖锐的峰，峰值温度即是该材料 熔融温度。不同单轴拉伸比的PCL薄膜的DSC升温曲线见附图1，PCL薄膜的DSC特征参数 列于表1中。
[0020] 表1 :不同拉伸比PCL薄膜的DSC特征参数
[0022] 附图1的曲线与表1的数据清楚表明，未拉伸PCL薄膜的熔融温度Tni和热焓Λ H " 最低。随着拉伸倍数的增大，熔融温度Tni从59. 5°C增加到64. 1°C，热焓Λ H1A 51. IlJ *g 1增加到68. 40J · g \说明PCL薄膜在经过取向后由于分子链平行排列，结晶温度和结晶度 有所提尚，结晶性能也随之提尚。
[0023] B、力学性能
[0024] 薄膜纵向机械性能：
[0025] 屈服强度 σ s: 19. 7-90. 8MPa ;断裂伸长率 Δ :73-179% ;
[0026] 杨氏模量 Y :274_343MPa ;
[0027] 薄膜横向机械性能：
[0028] 屈服强度 σ s: 17. 5-18. 7MPa ;断裂伸长率 Δ :270-648% ;
[0029] 杨氏模量 Y :208_485MPa ;
[0030] 采用由东莞市星汇电子有限公司以商品名电脑拉压力试验机XH-8750销售的机 械性能试验机测量了 PCL薄膜的力学性能。这种材料在不同工作条件下（载荷、速度、温度 等），从开始受力（静力或动力）至破坏的全过程中呈现的力学特征，其中包括屈服强度、断 裂伸长率、杨氏模量。
[0031] 不同拉伸倍数PCL薄膜在横向和纵向上的应力-应变曲线分别列于图2和图3中。 其屈服强度、断裂伸长率和杨氏模量的计算结果列于表2中。
[0032] 表2 :不同拉伸倍数PCL薄膜的力学性能
[0034] 图2和表2的数据清楚知道，在横向拉伸组中，与未拉伸PCL薄膜相比，拉伸PCL薄 膜的屈服强度和杨氏模量都明显增大。其中，5倍拉伸PCL薄膜的屈服强度为17. 5MPa，虽 然低于3倍拉伸PCL薄膜，但其断裂伸长率和杨氏模量却明显高于3倍拉伸PCL薄膜。这 些试验结果表明，单轴拉伸使PCL薄膜横向抗撕裂能力和刚性均有所增强，材料不容易发 生形变。
[0035] 图3和表2的数据清楚知道，在纵向拉伸组中，拉伸PCL薄膜的屈服强度和杨氏 模量均高于未拉伸PCL薄膜，断裂伸长率却大幅度减小。5倍拉伸PCL薄膜的屈服强度为 90. 8MPa，杨氏模量为343. 4MPa，均高于3倍拉伸PCL薄膜，而断裂伸长率大幅度减小。这些 试验结果表明，单轴拉伸同样可以提高PCL薄膜纵向上的抗撕裂能力和刚性，韧性减弱的 原因是因为在拉伸过程中，拉伸倍数越大，薄膜的分子链或链段伸直程度越大，拉伸测试过 程中能够承受的形变量越小，进而高拉伸倍数下薄膜的断裂伸长率较低，韧性越弱。
[0036] 对于同一拉伸倍数PCL薄膜，不同拉伸方向的拉伸结果知道，纵向拉伸的薄膜屈 服强度大，断裂伸长率低，说明薄膜沿取向方向抗撕裂能力强。
[0037] C、气体通透性能
[0038] 采用库伦电量法在厚度50-103微米、相对湿度40-