本發(fā)明涉及包裝材料，具體為一種可生物降解的聚乙烯醇樹脂包裝材料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、聚乙烯醇是由聚醋酸乙烯酯經(jīng)堿催化醇解而得的水溶性聚合物，作為一種多羥基強(qiáng)極性水溶性聚合物，具優(yōu)異的綜合性能，如力學(xué)性能和耐熱性均優(yōu)于聚烯烴，與工程塑料相當(dāng)，廣泛用于食品包裝、工業(yè)品包裝、日化用品包裝等行業(yè)。

2、公開號為cn108794954a的中國專利公開了一種果蔬包裝專用聚乙烯醇薄膜，其原料按重量份包括：聚乙烯醇100份、淀粉10-25份、明膠5-13份、蒙脫土2-4.8份、活性炭1-3份、沸石0.5-2份、改性氧化鋁3-5.6份、納米二氧化硅0.5-2份、殼聚糖季銨鹽0.3-2份、植物提取物2-8份、螺旋藻1-5份、抗氧劑0.01-0.09份、絲瓜絡(luò)2-8份、植物精油0.3-0.8份、谷氨酰胺轉(zhuǎn)氨酶0.2-0.85份、抗菌肽0.01-0.1份。該發(fā)明提出的果蔬包裝專用聚乙烯醇薄膜，其抗菌性能優(yōu)異，強(qiáng)度高，透濕率低，耐熱和耐候性能優(yōu)異，用于果蔬保鮮中，抗菌防霉性能好，能延長果蔬的貨架期。然而上述中的現(xiàn)有技術(shù)方案所制備的包裝材料在使用過程中，其對氧氣的阻隔性能有待進(jìn)一步提高；為此，本發(fā)明提供了一種可生物降解的聚乙烯醇樹脂包裝材料的制備方法以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可生物降解的聚乙烯醇樹脂包裝材料的制備方法，解決了上述背景技術(shù)中提到的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種可生物降解的聚乙烯醇樹脂包裝材料的制備方法，包括以下制備步驟：

3、步驟一、將100-150g的聚乙烯醇加入至500-1000g的去離子水中，升溫至60-70℃，攪拌10-30min；

4、步驟二、在攪拌條件下，依次加入2.5-6g的改性殼聚糖、1.5-2.5g的脫氧劑、5-8g的納米填料以及2-6g的改性微晶纖維素，混合均勻；

5、步驟三、加入到雙螺桿擠出機(jī)中，通過熔融、捏合、擠出，即得聚乙烯醇樹脂包裝材料；

6、其中，所述雙螺桿擠出機(jī)的擠出溫度為160-240℃，螺桿轉(zhuǎn)速為350-400r/min。

7、優(yōu)選的，所述改性殼聚糖的制備方法為：

8、（1）將2.5-4g的殼聚糖倒入100-110ml的異丙醇中，升溫至80-85℃，攪拌溶解5-6h；

9、（2）滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液的ph值至8-9，得溶液a；

10、（3）將12.5-16g的2，3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨倒入20-22ml的去離子水中，待完全溶解后，倒入溶液a中，升溫至75-85℃，反應(yīng)20-24h；

11、（4）待反應(yīng)完成后，將溶液透析36-48h，然后依次進(jìn)行過濾、冷凍干燥，即得改性殼聚糖。

12、優(yōu)選的，所述脫氧劑的制備方法為：

13、1）將10-15ml且濃度為1mol/l的氯化鈉溶液水浴升溫至25-28℃后，倒入5-8g的鐵粉，超聲處理10-15min，然后置于45-55℃的烘干箱中干燥45-60min；

14、2）將0.4-0.6g的納米活性炭置于45-50℃的烘干箱中干燥45-60min；

15、3）將處理后的鐵粉與納米活性炭混合均勻，再加入12-15ml且濃度為0.1mol/l硫酸亞銅，即得脫氧劑。

16、優(yōu)選的，所述納米填料的制備方法為：

17、將2-4g的聚乳酸與0.1-0.3g的kh550倒入30-38ml的二氯甲烷中，并加入辛酸亞錫作為催化劑，升溫至30-35℃，反應(yīng)1.5-2h；然后加入0.2-0.5ml的去離子水，反應(yīng)0.5-0.8h；最后加入0.1-0.2g的正硅酸乙酯，并加入鹽酸作催化劑，反應(yīng)3.5-4h，即得納米填料。

18、優(yōu)選的，所述改性微晶纖維素的制備方法為：

19、①向0.5-3g的微晶纖維素中倒入50-60ml的tris-hcl緩沖液中，超聲分散處理10-20min；

20、②加入0.1-0.3g的多巴胺鹽酸鹽，攪拌至其溶解后，使用紫外燈光照1.5-2h；

21、③待反應(yīng)結(jié)束后，將產(chǎn)物采用離子水洗滌2-4次，然后置于55-65℃的烘干箱中烘干，即得改性微晶纖維素。

22、優(yōu)選的，所述①中，tris-hcl緩沖液的濃度為40mol/l，ph值為8.3-8.7。

23、優(yōu)選的，所述微晶纖維素的制備方法為：

24、ⅰ、將6-10g的棉織物纖維置于75-100ml的次氯酸鈉溶液中，并在室溫條件下浸泡0.3-0.5h后，依次進(jìn)行洗滌、烘干、研磨；

25、ⅱ、再置于濃度為10%的氫氧化鈉溶液中，攪拌條件下煮沸1.5-2h，然后采用去離子水洗滌至中性后烘干；

26、ⅲ、置于130-150ml的鹽酸溶液中，升溫至70-80℃，并攪拌反應(yīng)2-2.2h；

27、ⅳ、以6000-8000r/min的轉(zhuǎn)速離心清洗至中性，再置于55-65℃的烘干箱中烘干后研磨，即得微晶纖維素。

28、優(yōu)選的，所述ⅰ中，次氯酸鈉溶液的濃度為6%；所述棉織物纖維研磨后的長度為2-5mm；所述ⅲ中，鹽酸溶液的濃度為3mol/l。

29、有益效果

30、本發(fā)明提供了一種可生物降解的聚乙烯醇樹脂包裝材料的制備方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比具備以下有益效果：

31、（1）該可生物降解的聚乙烯醇樹脂包裝材料的制備方法，通過對殼聚糖進(jìn)行改性處理，使殼聚糖更好地分散在樹脂基體中，防止其發(fā)生團(tuán)聚，從而使材料性能更均勻；改性后的殼聚糖分子鏈上的反應(yīng)活性增強(qiáng)，與聚乙烯醇樹脂之間的相互作用增強(qiáng)，提高材料的相容性和力學(xué)性能，且改性殼聚糖上的氨基等活性基團(tuán)會(huì)吸引微生物產(chǎn)生的酶，酶與包裝材料的接觸機(jī)會(huì)增加，從而加速聚乙烯醇樹脂包裝材料的降解過程；同時(shí)改性后的殼聚糖帶有正電荷，能夠破壞微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而起到抑制微生物生長繁殖的作用，提高包裝材料的抗菌性能。

32、（2）該可生物降解的聚乙烯醇樹脂包裝材料的制備方法，通過脫氧劑的添加，使其能夠有效降低包裝內(nèi)部的氧氣含量，從而延緩產(chǎn)品的氧化變質(zhì)過程，延長保質(zhì)期；同時(shí)氧氣含量的減少還可以抑制好氧微生物的生長繁殖，在低氧環(huán)境下，好氧微生物的生長受到限制，從而降低產(chǎn)品被微生物污染的風(fēng)險(xiǎn)，保持產(chǎn)品的品質(zhì)和安全性。

33、（3）該可生物降解的聚乙烯醇樹脂包裝材料的制備方法，通過對微晶纖維素進(jìn)行改性處理，增強(qiáng)其與樹脂基體之間的界面結(jié)合能力，在材料受到外力作用時(shí)，可以有效地傳遞應(yīng)力，從而提高包裝材料的機(jī)械性能；且改性后的微晶纖維素在樹脂基體中分散更加均勻，對樹脂基體中的空隙進(jìn)行填充，減少氣體與水汽的透過率，從而提高包裝材料的阻隔性能，更好地保持產(chǎn)品的品質(zhì)；由于微晶纖維素本身是一種天然的可降解材料，改性后的微晶纖維素能夠更好地與聚乙烯醇樹脂融合，在材料內(nèi)部形成一種有利于降解的疏松結(jié)構(gòu)，增加材料與外界環(huán)境的接觸面積，提高降解性能；同時(shí)其表面的聚多巴胺涂層等改性成分在一定環(huán)境條件下可能會(huì)發(fā)生自身的降解反應(yīng)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)包裝材料的降解過程。

34、本技術(shù)方案中，改性殼聚糖和改性微晶纖維素改善包裝材料的氧氣阻隔性能，減少氧氣的透過，同時(shí)，脫氧劑能夠主動(dòng)消耗包裝內(nèi)部的氧氣為包裝內(nèi)的產(chǎn)品營造一個(gè)低氧環(huán)境，有效抑制食品中的油脂氧化、藥品成分氧化等過程，保持產(chǎn)品的品質(zhì)和風(fēng)味；同時(shí)其共同作用在包裝材料中，構(gòu)建了一個(gè)穩(wěn)固的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使包裝材料的機(jī)械性能得到顯著提升。