專利名稱：一種聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料納米TiO₂功能改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食品包裝的納米改性復(fù)合涂膜包裝材料及其制備工藝，屬于復(fù)合食品包裝材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料納米TiO2功能改性方法。
背景技術(shù)：
涂膜包裝保鮮方法是近年來食品包裝貯藏保鮮研究開發(fā)的新熱點，其包裝保鮮效果主要依賴于膜材料的選擇復(fù)合和成膜方法。聚乙烯醇(PVA)易于成膜和降解，衛(wèi)生安全性好而大量用于食品包裝，但具有的親水性能使成膜后有較高的透濕性而影響其食品包裝上的應(yīng)用效果；研究PVA與其他材料共混交聯(lián)復(fù)合及功能性納米材料改性新技術(shù)，開發(fā)聚乙烯醇基涂膜保鮮包裝新材料是本領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向。發(fā)明專利ZL200910027113. X “聚乙烯醇基涂膜保鮮包裝新材料及制備工藝”，采用戊二醛作聚乙烯醇和硬脂酸二元基質(zhì)的交聯(lián)劑，得到的聚乙烯醇基涂膜包裝新材料雖然能顯著降材料成膜后的透濕率，但商業(yè)應(yīng)用仍有許多問題；專利ZL200810155224. 4 “傳統(tǒng)禽蛋產(chǎn)品復(fù)合納米材料涂膜保鮮方法”采用納米SiO2對上述聚乙烯醇基涂膜包裝新材料作進(jìn)一步改性，其透濕率等性能指標(biāo)有進(jìn)一步提高，但抑菌保鮮性能仍不滿足熟煮咸鴨蛋等長期流通品質(zhì)保鮮要求。因此，采用不同功能納米材料交聯(lián)復(fù)合改性，成為提高聚乙烯醇基復(fù)合涂膜包裝材料綜合抑菌保鮮包裝性能的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展方向。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對聚乙烯醇基復(fù)合材料用作涂膜保鮮包裝其耐水阻濕性較差和抗菌保鮮功能性低的問題，提供一種采用納米TiO2結(jié)合納米SiO2對聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料進(jìn)行功能改性的方法。
解決本發(fā)明技術(shù)問題的方案為一種聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料納米TiO2功能改性方法，其步驟包括步驟1、將納米Ti02、SiO2加入到聚乙烯醇水溶液中攪拌；步驟2、將上述混合液進(jìn)行超聲混合；步驟3、超聲后將混合溶液置于反應(yīng)釜中加熱并恒溫攪拌反應(yīng)；步驟4、在反應(yīng)釜中再加入同溫度的硬脂酸-酒精混合溶液和戊二醛并攪拌，恒溫下交聯(lián)反應(yīng)；步驟5、反應(yīng)完后再攪拌并冷卻至室溫即制備成納米復(fù)合涂膜新材料。
所述的納米TiO2顆粒純度在96%以上，比表面積150±10 m2 · g'平均粒徑 10±3nm，所述的納米TiO2在聚乙烯醇水溶液中添加的濃度為O. 4-0. 7g/L。
所述的納米SiO2顆粒純度在98%以上，比表面積380± 10 m2 · g'粒徑9-40 nm, 所述的納米SiO2在聚乙烯醇水溶液中添加的濃度為O. 3-0. 6g/L。
所述的聚乙烯醇水溶液濃度為30-80 g/LH2Q。
所述的硬脂酸與酒精的質(zhì)量體積比為1: (15-25)，所述的硬脂酸液添加量按照與聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量體積比為4-5g/L ;所述的戊二醛在所述的聚乙烯醇水溶液中的質(zhì)量濃度為3-4g/L。
本發(fā)明的優(yōu)點在于(I)采用納米TiO2對聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料進(jìn)行改性，利用納米TiO2本身的光催化抑菌性特性，可顯著提高聚乙烯醇基復(fù)合涂膜材料抗菌保鮮功能。
(2)本發(fā)明采用納米SiO2的硅氧鍵與聚乙烯醇親水基(一HO)反應(yīng)改變聚乙烯醇親水性能，TiO2的適量添加能提高硅氧鍵與聚乙烯醇親水基(一 HO)的結(jié)合反應(yīng)效果，并填補(bǔ)聚乙烯醇網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空隙，改變水分子在膜中的滲透路徑，顯著的降低材料成膜后的透濕率，有效提高改性材料的耐水性和成膜阻隔性能。
(3)納米TiO2-SiO2K合改性聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料，用于傳統(tǒng)蛋制品涂膜包裝后具有的阻濕保水性能和抑菌保鮮效果明顯優(yōu)于單一納米SiO2改性。也顯著降低了納米SiO2的添加劑量。


圖1納米Ti02、Si02改性對PVA基復(fù)合涂膜材料成膜透濕率的交互作用(X3= O. 40，a為納米Ti02、Si02對成膜透濕率影響的響應(yīng)曲面，b為納米Ti02、Si02對成膜透濕率影響的等聞線)。
圖2納米Ti02、Si02改性對PVA基復(fù)合涂膜材料成膜抑菌效果的交互作用(X3= O. 40，a為納米Ti02、Si02對成膜抑菌直徑影響的響應(yīng)曲面，b為納米Ti02、Si02對成膜抑菌直徑影響的等高線)。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實施例1 :將納米Ti02、SiO2加入到濃度為50 g/L的聚乙烯醇水溶液中攪拌后置于超聲波水浴中，在功率密度65W/L條件下超聲20min，納米TiO2和SiO2均勻分散于聚乙烯醇溶液中后， 混合溶液置于反應(yīng)釜加熱到溫度達(dá)到90°C恒溫攪拌反應(yīng)5. 5小時，然后加入同溫度(90°C) 的硬脂酸-酒精(乙醇含量為90-99%)混合溶液，其硬脂酸與酒精的質(zhì)量體積比為1:20，硬脂酸液添加量按照與聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量體積比為4. 5g/L，同時加入戊二醛，恒溫下交聯(lián)反應(yīng)50min，再攪拌并冷卻至室溫即制備成納米改性復(fù)合涂膜新材料。
納米Ti02、SiO2投加量按照下表響應(yīng)曲面試驗設(shè)計。
權(quán)利要求
1.一種聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料納米TiO2功能改性方法，其特征在于包括以下步驟步驟1、將納米Ti02、SiO2加入到聚乙烯醇水溶液中攪拌；步驟2、將混合液進(jìn)行超聲混合；步驟3、超聲后將混合溶液置于反應(yīng)釜中加熱，并恒溫攪拌反應(yīng)；步驟4、在反應(yīng)釜中再加入同溫度的硬脂酸-酒精混合溶液和戊二醛并攪拌，恒溫下交聯(lián)反應(yīng)；步驟5、反應(yīng)完后再攪拌并冷卻至室溫即制備成納米復(fù)合涂膜新材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料納米TiO2功能改性方法，其特征在于步驟I中所述的納米TiO2在聚乙烯醇水溶液中添加的濃度為O. 4-0. 7g/ L，所述的納米SiO2在聚乙烯醇水溶液中添加的濃度為O. 3-0. 6g/L，所述的聚乙烯醇水溶液濃度為 30-80 g/LH2。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料納米TiO2功能改性方法，其特征在于步驟2中所述的超聲時間為15-25min，超聲功率密度為58-70W/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料納米TiO2功能改性方法，其特征在于步驟3中所述的反應(yīng)溫度為85-95°C，所述的反應(yīng)時間為5-6小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料納米TiO2功能改性方法，其特征在于步驟4中所述的硬脂酸與酒精的質(zhì)量體積比為1: (15-25)，所述的硬脂酸液添加量按照與聚乙烯醇水溶液的質(zhì)量體積比為4-5g/L ;所述的戊二醛在所述的聚乙烯醇水溶液中的質(zhì)量濃度為3-4g/L，交聯(lián)反應(yīng)時間為40-60min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚乙烯醇基復(fù)合涂膜保鮮包裝材料納米TiO2功能改性方法，其步驟包括將納米TiO2、SiO2加入到聚乙烯醇水溶液中攪拌；將上述混合液進(jìn)行超聲混合；超聲后將混合溶液置于反應(yīng)釜中加熱并恒溫攪拌反應(yīng)；在反應(yīng)釜中再加入同溫度的硬脂酸-酒精混合溶液和戊二醛并攪拌，恒溫下交聯(lián)反應(yīng)；反應(yīng)完后再攪拌并冷卻至室溫即制備成納米復(fù)合涂膜新材料。本發(fā)明采用納米TiO2對聚乙烯醇基復(fù)合保鮮包裝材料進(jìn)行改性，新材料成膜透濕率顯著降低，且顯著提高包裝材料的抑菌保鮮性能。
文檔編號C09D129/14GK103031026SQ20111029598
公開日2013年4月10日 申請日期2011年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月8日
發(fā)明者章建浩, 王佳媚, 尹月玲 申請人:常熟市屹浩食品包裝材料有限公司