本發(fā)明屬于材料和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種綠色環(huán)保的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前，果蔬貯存和保鮮方法主要有低溫冷藏、氣調(diào)、輻照、化學(xué)殺菌和保鮮膜包裝等。其中，保鮮膜方法以其成本低、操作簡單、適用面廣、效果明顯等優(yōu)點被廣泛使用。目前所采用的保鮮膜主要有普通保鮮膜、微孔保鮮膜、防霧功能保鮮膜、可食性保鮮膜和抗菌保鮮膜等。由于各種果蔬保鮮要求不同，單一功能的保鮮膜不能滿足要求，因此，同時具備抗菌、除氧、去濕、除乙烯等功能的多功能包裝材料的研制很有必要。
作者姜燕等人在《殼聚糖-PE雙層抑菌保鮮膜的制備及抑菌性的研究》一文中，結(jié)合殼聚糖良好的成膜性和廣譜抑菌性及PE膜較好的機械強度和阻隔性，制備殼聚糖-PE雙層抑菌保鮮膜。該保鮮膜機械強度和阻隔性不錯，但是存在在貯藏時容易在保鮮膜內(nèi)結(jié)露問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種綠色環(huán)保的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜及其制備方法，該薄膜不僅具有良好的透氣性，還具有優(yōu)異的機械強度。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
一種綠色環(huán)保的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜，其特征在于，其由如下重量份的原料制備而成：山茶籽8-10份、甘草根莖6-8份、葡萄籽1.5-2份、丁香花2-3份、丙酮80-100份、無水硫酸鈉8-10份、醋酸鋅20-23份、無水乙醇200-220份、聚丙烯酸鈉8-10份、脂肪醇聚氧乙烯醚5-6份、檸檬酸鈉6-8份、環(huán)己烷80-100份、乙烯基三乙氧基硅烷8-10份、小麥淀粉30-35份、乙酸10-12份、乙酸酐8-10份、十二烷基磺酸鈉3-4份、聚乙烯醇220-250份、甲基烯丙基聚氧乙烯醚8-10份、玉米淀粉25-30份、磷酸三丁酯2-3份、棕櫚蠟0.5-1份、去離子水適量。
所述的綠色環(huán)保的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜，其特征在于，其由如下步驟制備而成：
（1）將山茶籽去殼，與甘草根莖、葡萄籽和丁香花混合均勻后，粉碎至80-100目，采用1/2的丙酮超聲提取2-3次，每次超聲提取條件：溫度40-50℃，超聲波功率300-400W，超聲輔助提取時間40-50min，過濾，收集濾液，合并濾液，得到濾液a；將濾餅通過剩余的丙酮微波萃取3-4次，每次微波萃取的條件：微波功率為650-700w，輻射時間為50-60min，過濾，收集濾液，得到濾液b；將濾液a和濾液b合并，經(jīng)過70-80℃減壓蒸餾回收溶劑，產(chǎn)物用無水硫酸鈉干燥20-24h，得到茶籽油；
（2）將醋酸鋅加入到1/2的無水乙醇中，超聲震蕩2-2.5h，得到醋酸鋅乙醇溶液；將聚丙烯酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚和相當(dāng)于聚丙烯酸鈉重量份8-10倍的去離子水混合，超聲震蕩1-1.5h，調(diào)節(jié)體系的PH值為9-10，緩慢加入醋酸鋅乙醇溶液，室溫攪拌30-40min后加入檸檬酸鈉，60-70℃繼續(xù)攪拌6-8h，離心分離；將沉淀加入到環(huán)己烷中，超聲分散20-30min，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，混合攪拌均勻后，將溶劑進行蒸干，并放于烘箱中進行干燥，再置于馬弗爐中，進行高溫焙燒，其焙燒過程為：在富氧條件下，以5-8℃/min的速率升溫至450-550℃，保持3-4h，自然冷卻至室溫，備用；
（3）將步驟（1）的產(chǎn)物、步驟（2）的產(chǎn)物、剩余的無水乙醇混合攪拌均勻，超聲震蕩50-60min，靜置5-6h，離心分離；將離心分離所得沉淀、小麥淀粉、乙酸和相當(dāng)于乙酸重量份12-15倍的去離子水配置的溶液混合均勻，在攪拌的條件下升溫到130-140℃，保持4-5h，降溫到室溫，滴加乙酸酐，滴加完畢后加入十二烷基磺酸鈉，超聲混合15-20min，然后在微波功率為350-400w的條件下，輻射15-20min，冷卻，傾入冷水中沉淀，過濾、洗滌至中性，干燥，備用；
（4）將聚乙烯醇和甲基烯丙基聚氧乙烯醚通過自動輸送裝置送至高速攪拌機內(nèi)進行充分均勻混合40-50min，加入玉米淀粉、磷酸三丁酯、步驟（3）的產(chǎn)物、棕櫚蠟，進行充分均勻混合1.5-2h，混合均勻的物料在雙螺桿擠出機中熔融擠出；在激冷輥表面進行冷卻，冷卻溫度為25-30℃；在70-80℃、8-10MPa下進行預(yù)熱40-45min后，進行橫向拉伸，然后再冷卻至25-30℃進行定型；在90-100℃、8-10MPa下預(yù)熱30-35min，進行縱向拉伸，然后再冷卻至25-30℃進行定型；收卷，得到綠色環(huán)保的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明利用山茶籽、甘草根莖、葡萄籽、丁香花等原料制備茶籽油，不僅能抑制細菌及微生物滋長且具有高效廣譜滅菌作用；本發(fā)明將制備得到的茶籽油吸附在改性的納米氧化鋅上，再采用淀粉酯化包覆，進一步延長保鮮膜抗菌時間；聚乙烯醇制備的薄膜具有良好的透明度和光澤性，較大的拉伸強度和撕裂強度，極好的氣體阻隔性能，良好的熱合性和粘接性等，而且其水溶性和生物降解性可以有效地解決眾多包裝膜環(huán)保性差的問題，綠色環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展的要求；而且將小麥淀粉酯化接枝后以聚乙烯醇一起加熱熔融，增加聚乙烯醇的交聯(lián)度和聚合度，進一步增強保鮮膜的柔韌性；通過醋酸鋅水熱反應(yīng)制得納米氧化鋅，再采用檸檬酸鈉對納米氧化鋅表面的羥基進行鍵合反應(yīng)，使納米氧化鋅顆粒之間不易團聚，提高納米氧化鋅的分散性，納米氧化鋅分散在聚乙烯醇基體中，提高了保鮮薄膜的機械加工性能；本發(fā)明的綠色環(huán)保的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜，機械性能好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，透氣性好，同時具有良好的抗菌作用，可減緩果蔬的內(nèi)源代謝老化和外源微生物導(dǎo)致的腐敗，大幅度延長保鮮期和有效保持果蔬品質(zhì)。
具體實施方式
本實施例的綠色環(huán)保的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜，其由如下重量份的原料制備而成：山茶籽10份、甘草根莖8份、葡萄籽2份、丁香花3份、丙酮100份、無水硫酸鈉10份、醋酸鋅23份、無水乙醇220份、聚丙烯酸鈉8份、脂肪醇聚氧乙烯醚6份、檸檬酸鈉8份、環(huán)己烷100份、乙烯基三乙氧基硅烷10份、小麥淀粉35份、乙酸12份、乙酸酐10份、十二烷基磺酸鈉4份、聚乙烯醇250份、甲基烯丙基聚氧乙烯醚10份、玉米淀粉30份、磷酸三丁酯3份、棕櫚蠟1份、去離子水適量。
本實施例的綠色環(huán)保的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜，其由如下步驟制備而成：
（1）將山茶籽去殼，與甘草根莖、葡萄籽和丁香花混合均勻后，粉碎至100目，采用1/2的丙酮超聲提取3次，每次超聲提取條件：溫度50℃，超聲波功率400W，超聲輔助提取時間50min，過濾，收集濾液，合并濾液，得到濾液a；將濾餅通過剩余的丙酮微波萃取4次，每次微波萃取的條件：微波功率為700w，輻射時間為60min，過濾，收集濾液，得到濾液b；將濾液a和濾液b合并，經(jīng)過80℃減壓蒸餾回收溶劑，產(chǎn)物用無水硫酸鈉干燥24h，得到茶籽油；
（2）將醋酸鋅加入到1/2的無水乙醇中，超聲震蕩2.5h，得到醋酸鋅乙醇溶液；將聚丙烯酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚和相當(dāng)于聚丙烯酸鈉重量份10倍的去離子水混合，超聲震蕩1.5h，調(diào)節(jié)體系的PH值為10，緩慢加入醋酸鋅乙醇溶液，室溫攪拌40min后加入檸檬酸鈉，70℃繼續(xù)攪拌8h，離心分離；將沉淀加入到環(huán)己烷中，超聲分散30min，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，混合攪拌均勻后，將溶劑進行蒸干，并放于烘箱中進行干燥，再置于馬弗爐中，進行高溫焙燒，其焙燒過程為：在富氧條件下，以8℃/min的速率升溫至550℃，保持3h，自然冷卻至室溫，備用；
（3）將步驟（1）的產(chǎn)物、步驟（2）的產(chǎn)物、剩余的無水乙醇混合攪拌均勻，超聲震蕩60min，靜置6h，離心分離；將離心分離所得沉淀、小麥淀粉、乙酸和相當(dāng)于乙酸重量份15倍的去離子水配置的溶液混合均勻，在攪拌的條件下升溫到140℃，保持5h，降溫到室溫，滴加乙酸酐，滴加完畢后加入十二烷基磺酸鈉，超聲混合20min，然后在微波功率為400w的條件下，輻射20min，冷卻，傾入冷水中沉淀，過濾、洗滌至中性，干燥，備用；
（4）將聚乙烯醇和甲基烯丙基聚氧乙烯醚通過自動輸送裝置送至高速攪拌機內(nèi)進行充分均勻混合50min，加入玉米淀粉、磷酸三丁酯、步驟（3）的產(chǎn)物、棕櫚蠟，進行充分均勻混合2h，混合均勻的物料在雙螺桿擠出機中熔融擠出；在激冷輥表面進行冷卻，冷卻溫度為30℃；在80℃、10MPa下進行預(yù)熱45min后，進行橫向拉伸，然后再冷卻至30℃進行定型；在100℃、10MPa下預(yù)熱35min，進行縱向拉伸，然后再冷卻至30℃進行定型；收卷，得到綠色環(huán)保的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜。
經(jīng)測試，本實施例的綠色環(huán)保的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜，拉伸強度大于30MPa，斷裂伸長率大于150%，透光率大于90%，薄膜兩側(cè)溫度差大于5℃。