[发明专利]聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可降解食品包装材料及其制备方法，特别是一种聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料及其制备方法。

背景技术

纳米纤维素具有极高的拉伸强度(7500Mpa),极高的刚度(杨氏模量在100-140GPa左右)，极高的比表面积(150-250m²/g)及出色的电光学性能等，日渐受到国内外学者和工业界的关注，这种新型纳米粒子己在多个领域薪露头角，其中包括聚合物材料的填充剂，医学应用、净化工业及传导应用等。

聚乳酸是一种可降解脂肪族聚酯，在食品包装材料及医学材料等方面的应用前景广阔。聚乳酸本身具有很多独特的优点，它的研究和推广促进了农产品的深加工，有利于提高农业经济收入，它的使用代替了传统石油基材料，减少了大量的能源消耗，它的利用不会增加对环境的压力，它的成型可通过多种后加工方式(挤出、注塑、压膜等)，由此制成不同功用的材料。但同时，聚乳酸材料性能上也存在一些缺陷，包括材料性脆，亲水性弱，结晶速率慢，降解难调控，生产成本高及在某些医学应用上强度不够。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料及其制备方法。本发明工艺路线完全环境友好，并且实验操作性相对简单。

本发明的技术方案：聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料，其特征在于：以聚乳酸、微晶纤维素、聚乙二醇、硫酸、氢氧化钠为原料，制备聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料。

前述的聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料中，以10-15份微晶纤维素、10-15份聚乙二醇100-110份聚乳酸、1-3份硫酸、1-3份氢氧化钠为原料，制备聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料；所述份为重量份。

前述的聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料的制备方法，其特征在于：按下述步骤进行制备：

①在冰水浴中，将微晶纤维素加入水中制成10wt％的微晶纤维素水溶液，之后，边磁力搅拌边向10wt％微晶纤维素的水溶液中滴加浓硫酸，设定温度60℃，将所得悬浮液进行离心(12000rpm,lOmin)，去上层清液，重复五次(或离心后所得上清液已浑浊，可停止离心)，离心样品在冰水浴中超声半个小时后，滴加氢氧化钠，调节pH值至中性，得A料；

②将聚乙二醇加入到水中配制成10wt％的聚乙二醇水溶液，将A料加入到10wt％的聚乙二醇水溶液，磁力搅拌2h后，90℃水浴蒸发溶剂，待水溶剂蒸发完全后，再在50℃下，真空干燥12h,得B料；

③将B料在170℃、30rpm条件下，密炼机混炼5min，制得聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料。

前述的聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料的制备方法中，所述硫酸的品级为分析纯。

前述的聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料的制备方法中，所述聚乳酸的品级为分析纯。

前述的聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料的制备方法中，所述微晶纤维素的品级为分析纯。

前述的聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料的制备方法中，所述聚乙二醇的品级为化学纯。

前述的聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料的制备方法中，所述氢氧化钠的品级为分析纯。

与现有技术相比，本发明将聚乙二醇作为纳米纤维素与聚乳酸的增容剂制备聚乳酸/纳米纤维素复合材料，首先将纳米纤维素分散于聚乙二醇基体中，然后与聚乳酸溶融共混得到纳米复合材料。该工艺路线完全环境友好，并且操作简单。实验所得纳米纤维素的形态多为棒状，横向直径在20-30nm，长度大部分分布在200nm及400nm附近，纳米纤维素的结晶度为48％,同时微晶纤维素的结晶度为46％，纳米纤维素的结晶度略有提高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

实施例。聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料，其特征在于：以聚乳酸、微晶纤维素、聚乙二醇、硫酸、氢氧化钠为原料，制备聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料。

比较好的是，以10-15份微晶纤维素、10-15份聚乙二醇100-110份聚乳酸、1-3份硫酸、1-3份氢氧化钠为原料，制备聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料；所述份为重量份。

所述的聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装材料的制备方法，按下述步骤进行制备：