利用接枝改性淀粉制备保鲜包装材料的研究

摘要

主要研究了以接枝改性淀粉、PVA为基材,以戊二醛为交联剂,并添加了一定量的保鲜剂,利用流延刮膜法制备具有一定力学性能和透氧量的改性淀粉/PVA可降解包装薄膜和改性淀粉/PVA保鲜包装膜的技术与方法。
　　 本文首先讨论了不同工艺条件对接枝改性淀粉的接枝率、接枝效率的影响,并采用红外光谱、DSC分析方法对材料进行了表征。研究表明,随着单体丙烯酸甲酯浓度的增加,改性淀粉的接枝率和接枝效率是增加的,当单体浓度达到0.6mol/L,时,均聚反应的几率增加,从而导致接枝率和接枝效率下降；随着引发剂硝酸铈铵浓度的增加,改性淀粉的接枝率和接枝效率都是增加的,当硝酸铈铵浓度达到5.5×10-3mol/L时,铈离子与自由基反应引起的终止反应及铈离子与单体引起的均聚反应几率增大,所以接枝率和接枝效率下降。最终得出接枝改性淀粉的最佳配方为单体浓度为0.6mol/L,引发剂为5.5×10-3mol/L,淀粉与MA单体的比例为3:1,反应时间为3h,反应温度为33℃。
　　 以此改性淀粉与PVA为基材,制备了接枝改性淀粉/PVA交联包装膜。结果表明,随着PVA加入量的增大,羟基间形成的氢键增多,包装膜的力学强度增大,透氧量逐渐减小,当PVA的比例达到60％时,包装膜的力学强度略有降低；随着交联剂戊二醛用量的增加,交联程度增加,包装膜的拉伸强度增大,断裂伸长率开始增加,包装膜的透氧量减小,当交联剂用量超过0.6％时,会导致凝胶的出现；随增塑剂用量的增加,膜的拉伸强度降低,而断裂伸长率增加,包装膜透氧量不断增大,增塑剂的用量过多会影响包装膜的力学性能,故甘油含量控制在15％左右。
　　 在现有的实验条件下制备力学性能良好、透气量适中的改性淀粉/PVA可降解包装薄膜的合适的工艺条件为:PVA的配比为55％,甘油浓度为15％,戊二醛浓度0.6％,加热时间为25min,温度85℃。
　　 在制备的接枝改性淀粉/PVA包装膜中添加不同保鲜剂后对草莓进行保鲜包装研究。结果,常温下1.5天时,空白组全部霉变,保鲜膜2天时开始发生大面积霉变,在1.5天时,无机和多菌灵保鲜膜的失重较空白组降低1.9％和7.57％,Vc损失分别降低4.64％和6.02％。在冰箱冷藏条件下4天后,无机和多菌灵保鲜膜的失重较空白组降低7.18％和1.92％,Vc损失分别降低7.04％和6.22％,表明接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜对草莓有一定的保鲜效果。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 可降解包装材料的发展概况

1.1.1 研究背景

1.1.2 降解塑料的分类

1.2 淀粉基可降解塑料的分类及国内外发展现状

1.2.1 淀粉基可降解塑料的分类和发展

1.2.2 淀粉基可降解塑料的国内外发展现状

1.3 接枝改性淀粉的基本原理及其国内外发展现状

1.3.1 接枝改性淀粉的基本原理

1.3.2 接枝改性淀粉引发剂的选择

1.3.3 接枝改性淀粉单体的选择

1.3.4 接枝改性淀粉的应用

1.3.5 接枝改性淀粉的国内外发展现状

1.4 接枝改性淀粉/PVA交联包装薄膜的制备机理

1.5 果蔬保鲜包装的研究现状及发展趋势

1.5.1 果蔬的变质机理及主要影响因素

1.5.2 果蔬保鲜包装的国内外发展现状

1.5.3 果蔬保鲜包装膜的研究进展及发展趋势

1.5.4 草莓的贮藏特点及主要保鲜方法

1.6 接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜的研究与开发

1.6.1 果蔬保鲜膜抗菌剂的研究

1.6.2 接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜的开发

1.7 本课题的研究内容及研究意义

1.7.1 研究内容

1.7.2 研究意义

2 实验原料与方法

2.1 实验原料

2.2 试验仪器与设备

2.3 试验方法

2.3.1 接枝改性淀粉的制各

2.3.2 接枝改性淀粉接枝效果的测试

2.3.3 接枝改性淀粉/PVA可降解包装薄膜的制备

2.3.4 接枝改性淀粉/PVA包装膜拉伸强度和断裂伸长率的测试

2.3.5 接枝改性淀粉/PVA包装膜透氧量的测试

2.3.6 接枝改性淀粉/PVA包装膜表面结构的观察

2.3.7 接枝改性淀粉/PVA包装膜断面结构的观察

2.3.8 接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜的制备

2.3.9 接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜拉伸强度和断裂伸长率的测试

2.3.10接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜透氧量的测试

2.3.11接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜抑菌性能的测试

2.3.12接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜断面结构的观察

2.3.13接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜对草莓保鲜效果的研究

3 结果与讨论

3.1 各工艺条件对接枝共聚反应的影响

3.1.1 单体浓度对接枝率、接枝效率的影响

3.1.2 引发剂浓度对接枝率、接枝效率的影响

3.1.3 淀粉与MA单体的比例对接枝率、接枝效率的影响

3.1.4 反应时间对接枝率、接枝效率的影响

3.1.5 反应温度对接枝率、接枝效率的影响

3.1.6 接枝改性淀粉的红外光谱分析

3.1.7 接枝改性淀粉的DSC测试

3.2 工艺条件对接枝改性淀粉/PVA交联包装膜性能的影响

3.2.1 PVA对接枝改性淀粉包装膜性能的影响

3.2.2 交联剂对接枝改性淀粉包装膜性能的影响

3.2.3 反应时间对接枝改性淀粉包装膜性能的影响

3.2.4 反应温度对接枝改性淀粉包装膜性能的影响

3.2.5 甘油浓度对接枝改性淀粉包装膜性能的影响

3.3 接枝改性淀粉片材性能的研究

3.3.1 接枝改性淀粉/LDPE片材性能的研究

3.3.2 接枝改性淀粉/EVA片材性能的研究

3.4 原料组分对接枝改性淀粉/PVA包装膜断面结构和表面结构的影响

3.4.1 原料组分对接枝改性淀粉/PVA包装膜断面结构的影响

3.4.2 原料组分对接枝改性淀粉/PVA包装膜表面结构的影响

3.5 保鲜剂对接枝改性淀粉/PVA包装膜性能的影响

3.5.1 多菌灵保鲜包装膜的性能研究

3.5.2 无机保鲜包装膜的性能研究

3.5.3 果蔬保鲜包装膜抑菌性能的研究

3.5.4 保鲜剂对接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜断面结构的影响

3.5.5 保鲜剂对接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜表面结构的影响

3.6 接枝改性淀粉/PVA保鲜包装膜保鲜效果的研究

3.6.1 常温下对草莓效果的研究

3.6.24℃下对草莓效果的研究

4 结论

4.1 结论

4.2 创新点

5 展望

6 参考文献

7 论文发表情况

8 致谢