一種完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜及其生產(chǎn)方法與它的用圖
【專利說明】-種完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜及其生產(chǎn)方法與它的用途 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于食品保鮮技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有自發(fā)性氣調(diào)功能 的完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜，還涉及所述完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜生產(chǎn)方法，還涉及所述 完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜的用途。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 草莓味道鮮美，具有較高的營養(yǎng)價值，市場需求量大。新鮮草莓果皮薄，表面結(jié)構(gòu) 粗糙，含水量高達(dá)90~95 %，組織嬌嫩、易受傷害和微生物侵染而腐爛變質(zhì)，在常溫下放置 1~2天就開始變色變味，嚴(yán)重時會腐爛，新鮮率下降明顯。因此，只有充分利用現(xiàn)代科學(xué)技 術(shù)結(jié)合自然條件來延長草莓保鮮期，提高草莓產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，以滿足人們對食品安全、品質(zhì) 和營養(yǎng)的多重要求。目前草莓的貯藏與保鮮方法主要有低溫冷藏、熱處理、輻照、氣調(diào)貯藏 與化學(xué)防腐劑保鮮。
[0003] 邱朝坤等人在題為"溶菌酶和乳酸鏈球菌素在草莓保鮮中的應(yīng)用研究"，《湖北農(nóng) 業(yè)》，（7)，ppl631-1633(2014)的文章中研究了溶菌酶和乳酸鏈球菌素對草莓低溫保鮮效果 的影響，結(jié)果表明〇. 01 %溶菌酶與〇. 10% Nisin復(fù)配保鮮液對草莓保鮮效果最好，貯藏前5 天無爛果。高欣、鄭華艷在題為"不同包裝材料對草莓貯藏品質(zhì)和保鮮期的影響"，《食品工 業(yè)科技》，（2) (2015)中，采用LDPE、HDPE和OPP不同塑料包裝材料對草莓進(jìn)行了冷藏保鮮 包裝研究，結(jié)果表明塑料包裝膜能明顯抑制草莓變質(zhì)；具有較低透氣率的HDPE薄膜保鮮效 果最好。章建浩在《生鮮食品貯藏保鮮包裝技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社出版（2009)中指出，氣 調(diào)包裝（MPA)技術(shù)可以大大延長果蔬的貨架期，一般而言，果蔬類產(chǎn)品的MP應(yīng)選用具有較 好透氣性和透濕性材料，并注意〇)2和0 2的選擇性透過，其CO 2/02的透過比為8~10:1是 較為理想的。而目前市場上銷售的氣調(diào)包裝材料例如是聚乙烯（PE)、聚丙烯（PP)、聚氯乙 烯（PVC)、PVDC、聚酰胺以及PET等薄膜材料，它們的C02/02的透過比約為3~6:1，不能滿 足理想氣調(diào)包裝的需求。肖功年等人在題為"氣調(diào)包裝（MAP)對草莓保鮮的影響"，《食品工 業(yè)科技》，出），PP68-71 (2003)中研究了氣調(diào)包裝技術(shù)對草莓貯藏保鮮的效果，結(jié)果表明草 莓最佳氣調(diào)貯藏的條件為2. 5% 02、16% CO2，這樣它能夠把草莓的貨架壽命延長4~6天。
[0004] CN 99103003. 6公開了一種充氣式草莓保鮮袋。這種充氣式草莓保鮮袋包 括袋體、乙烯吸附劑、混合保鮮氣體及草莓，混合保鮮氣體的成分為氮?dú)狻⒀鯕夂投?化碳，其體積比為氮?dú)?4-95%、氧氣1.5-4%、二氧化碳2-4.5%，混合氣體壓力為 I. 00X 105Pa-3X105Pa。
[0005] CN 201210261821公開了一種草莓的氣調(diào)保鮮方法，將新鮮采摘的草莓經(jīng)預(yù)冷后 置于包裝容器內(nèi)，并向所述包裝容器內(nèi)通入氧氣、二氧化碳和氮?dú)馊N氣體的混合氣體，使 得包裝容器氮?dú)獾臐舛葹?5-95%、氧氣的濃度為1-8%、二氧化碳的濃度為1-6%，將包裝 好的草莓置入0~2 °C的冷庫內(nèi)冷藏。
[0006] 使用保鮮劑能夠延長草莓貨架期，但會帶來食品安全隱患，而充氣包裝會增加運(yùn) 輸生產(chǎn)成本，并且這些包裝材料大量使用會造成環(huán)境壓力，易造成白色污染。
[0007] 因此，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明人在總結(jié)現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)之上，通過 大量實(shí)驗(yàn)研究，終于完成了本發(fā)明。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0008] [要解決的技術(shù)問題]
[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種具有自發(fā)性氣調(diào)功能的完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜。
[0010] 本發(fā)明的另一個目的是提供所述完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜的生產(chǎn)方法。
[0011] 本發(fā)明的另一個目的是提供所述完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜的用途。
[0012] [技術(shù)方案]
[0013] 本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0014] 本發(fā)明通過控制拉伸比例和薄膜厚度來調(diào)控完全可降解PCL薄膜氣體透過性。通 過對薄膜水蒸氣，二氧化碳（CO2)和氧氣（CO2)等通透性測試，選取拉伸比例為3-5的PCL 膜制備自發(fā)氣調(diào)保鮮袋，它用于包裝草莓在溫度約4°C的冷鮮柜中儲存。通過感官評價、理 化指標(biāo)測定，包裝袋內(nèi)氣氛組成等綜合評估包裝袋的保鮮效果，并與未包裝的、市售尼龍/ 聚乙烯（PA/PE)與PE包裝草莓的保鮮效果進(jìn)行了對比分析。
[0015] 本發(fā)明涉及一種具有自發(fā)性氣調(diào)功能的完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜。
[0016] 所述的完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜是單軸縱向拉伸的完全可降解聚已內(nèi)酯薄膜，它 具有下述特性：
[0017] A、熱學(xué)性能
[0018] 熔融溫度 1":62· 8-64. 1°C ;熱焓 AHn^S. 0-68. 4J/g ;單軸拉伸比：3-5。
[0019] 采用由美國TA儀器有限公司以商品DSC Q20銷售的差示掃描量熱儀（即DSC)測 量了熱學(xué)性能。這種儀器通過熱電偶收集材料在升/降溫過程中熱流隨時間的變化繪制成 一種曲線，由于材料在熔點(diǎn)時會大量吸熱，曲線在此處出現(xiàn)尖銳的峰，峰值溫度即是該材料 熔融溫度。不同單軸拉伸比的PCL薄膜的DSC升溫曲線見附圖1，PCL薄膜的DSC特征參數(shù) 列于表1中。
[0020] 表1 :不同拉伸比PCL薄膜的DSC特征參數(shù)
[0022] 附圖1的曲線與表1的數(shù)據(jù)清楚表明，未拉伸PCL薄膜的熔融溫度Tni和熱焓Λ H " 最低。隨著拉伸倍數(shù)的增大，熔融溫度Tni從59. 5°C增加到64. 1°C，熱焓Λ H1A 51. IlJ *g 1增加到68. 40J · g \說明PCL薄膜在經(jīng)過取向后由于分子鏈平行排列，結(jié)晶溫度和結(jié)晶度 有所提尚，結(jié)晶性能也隨之提尚。
[0023] B、力學(xué)性能
[0024] 薄膜縱向機(jī)械性能：
[0025] 屈服強(qiáng)度 σ s: 19. 7-90. 8MPa ;斷裂伸長率 Δ :73-179% ;
[0026] 楊氏模量 Y :274_343MPa ;
[0027] 薄膜橫向機(jī)械性能：
[0028] 屈服強(qiáng)度 σ s: 17. 5-18. 7MPa ;斷裂伸長率 Δ :270-648% ;
[0029] 楊氏模量 Y :208_485MPa ;
[0030] 采用由東莞市星匯電子有限公司以商品名電腦拉壓力試驗(yàn)機(jī)XH-8750銷售的機(jī) 械性能試驗(yàn)機(jī)測量了 PCL薄膜的力學(xué)性能。這種材料在不同工作條件下（載荷、速度、溫度 等），從開始受力（靜力或動力）至破壞的全過程中呈現(xiàn)的力學(xué)特征，其中包括屈服強(qiáng)度、斷 裂伸長率、楊氏模量。
[0031] 不同拉伸倍數(shù)PCL薄膜在橫向和縱向上的應(yīng)力-應(yīng)變曲線分別列于圖2和圖3中。 其屈服強(qiáng)度、斷裂伸長率和楊氏模量的計(jì)算結(jié)果列于表2中。
[0032] 表2 :不同拉伸倍數(shù)PCL薄膜的力學(xué)性能
[0034] 圖2和表2的數(shù)據(jù)清楚知道，在橫向拉伸組中，與未拉伸PCL薄膜相比，拉伸PCL薄 膜的屈服強(qiáng)度和楊氏模量都明顯增大。其中，5倍拉伸PCL薄膜的屈服強(qiáng)度為17. 5MPa，雖 然低于3倍拉伸PCL薄膜，但其斷裂伸長率和楊氏模量卻明顯高于3倍拉伸PCL薄膜。這 些試驗(yàn)結(jié)果表明，單軸拉伸使PCL薄膜橫向抗撕裂能力和剛性均有所增強(qiáng)，材料不容易發(fā) 生形變。
[0035] 圖3和表2的數(shù)據(jù)清楚知道，在縱向拉伸組中，拉伸PCL薄膜的屈服強(qiáng)度和楊氏 模量均高于未拉伸PCL薄膜，斷裂伸長率卻大幅度減小。5倍拉伸PCL薄膜的屈服強(qiáng)度為 90. 8MPa，楊氏模量為343. 4MPa，均高于3倍拉伸PCL薄膜，而斷裂伸長率大幅度減小。這些 試驗(yàn)結(jié)果表明，單軸拉伸同樣可以提高PCL薄膜縱向上的抗撕裂能力和剛性，韌性減弱的 原因是因?yàn)樵诶爝^程中，拉伸倍數(shù)越大，薄膜的分子鏈或鏈段伸直程度越大，拉伸測試過 程中能夠承受的形變量越小，進(jìn)而高拉伸倍數(shù)下薄膜的斷裂伸長率較低，韌性越弱。
[0036] 對于同一拉伸倍數(shù)PCL薄膜，不同拉伸方向的拉伸結(jié)果知道，縱向拉伸的薄膜屈 服強(qiáng)度大，斷裂伸長率低，說明薄膜沿取向方向抗撕裂能力強(qiáng)。
[0037] C、氣體通透性能
[0038] 采用庫倫電量法在厚度50-103微米、相對濕度40-