[发明专利]一种复合纳米材料改性的淀粉基生物降解食品包装膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合纳米材料改性的淀粉基生物降解食品包装膜，本发明采用复合纳米材料，并通过物理机械作用将淀粉超微细化，采用复合生物基材料，同时对原料的种类和配方进行大量优化，提高淀粉与生物基材料的界面相容性，从而改善了膜的拉伸强度及断裂伸长率；采用双螺杆挤出和吹膜工艺制备淀粉基生物降解食品包装膜，可以在普通塑料膜生产设备进行，易于工业化生产推广。本发明制作的淀粉基生物降解食品包装膜，与现有的生物基包装膜相比，其拉伸强度及断裂伸长率等明显提高。

技术领域

本发明属于食品包装材料技术领域，具体涉及一种复合纳米材料改性的淀粉基生物降解食品包装膜及其制备方法。

背景技术

目前，大量的塑料被用于食品包装。聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)是应用最广泛的食品包装材料，这类膜材料具有阻止氧气渗入的作用，能达到食品保鲜包装的效果。然而，塑料膜存在着安全性不好、环境性能差以及对不可再生的石油资源依赖性强的严重社会问题，在食品包装领域受到越来越多的限制。一方面，聚氯乙烯热稳定性和耐光性差，100℃以上和长时间阳光曝晒开始分解出对人体有害的氯化氢气体，同时，用于聚氯乙烯膜中的增塑剂己二酸二酯(DEHA)等属于干扰内分泌的环境激素类物质，可以诱发癌变；另一方面，塑料膜废弃在自然环境中，很难自行降解，特别是PE膜，需要几百年才能降解，给生态环境造成严重的“白色污染”；同时，塑料膜原料来自石油，而石油属于不可再生资源，大量使用塑料膜将会加剧能源危机。因此，寻找塑料膜的替代品，研究以天然材料或生物合成材料为原料的生物基食品包装膜，是逐步实现我国食品包装废弃物无污染、无痕的要求。

目前已有一些生物降解食品包装膜的报道，例如CN105968746A公开了一种氧化石墨烯阻隔性能增强的全降解塑料薄膜，它由聚乳酸、玉米淀粉、汉麻纤维、硅烷偶联剂kh-550、甘油、环氧氯丙烷、聚乙二醇、蒙脱土、氧化石墨烯、乙烯基三乙氧基硅烷等原料制成，通过对氧化石墨烯、蒙脱土进行疏水改性后添加到聚乳酸的密炼中，分散均匀，疏水性的提高大大提升了包膜的阻隔性能，同时也提升了薄膜的热稳定性。CN201810993983.1公开了一种可控淀粉基生物降解农用地膜,它由PBAT+PLA或PBAT+PLA+MTPS或PBAT+PLA+MTPS+甘蔗渣纤维素、扩链剂、脱模剂组成。CN201810489943.3公开了一种生物基生物降解地膜及其制备方法，解决了现有可降解地膜仍然依赖石油做原料并降解不彻底的问题，以100重量份重量计，含有下列物质：75-98份的生物基生物降解树酯，0.5-5份的紫外吸收剂，0.5-5份的光稳定剂，0.5-5份的抗氧化剂，0.5-5份的封端剂，0.5-5份的开口剂。CN108440797A公开了一种制备生物可降解地膜的方法，包括如下步骤：1)去除沼渣中的腐殖酸、半纤维素和木质素；2)将步骤1)处理后的沼渣、淀粉、增塑剂和水混合得到共混液；3)将所述共混液依次经均质、糊化、乳化和消泡，得到均质液；4)将所述均质液成膜，即得所述生物可降解地膜。申请号为201410625999.9的中国发明专利公开了一种鱼鳞明胶淀粉可食性抗氧化复合膜的制备方法，主要成分包括玉米直链淀粉、茶多酚及鱼鳞明胶。其制备方法为：将鱼鳞明胶和玉米直链淀粉加入到绿茶多酚提取物中，再加入甘油，搅拌均匀，经流延法成膜制备成可食性抗氧化性复合膜。申请号为201310492147.2的中国发明专利公开了一种可食性壳聚糖-胶原蛋白抗菌膜及其制备方法，该膜由壳聚糖，胶原蛋白和双醛淀粉组成，其制备方法为：将胶原蛋白加入水中，在热处理温度为60℃到70℃条件下搅拌溶解，加入甘油双醛淀粉和壳聚糖，控制溶液的pH值为5到6；在60℃到70℃条件下，热处理10到20分钟，烘干即可得到淀粉薄膜]。申请号为201410782417.8的中国发明专利公开了一种山药淀粉基可食用膜及其制备方法，是利用羧甲基纤维素改性山药淀粉，向糊化后的改性山药淀粉溶液中添加多糖和明胶，搅拌均匀，经过流延法成膜。