專利名稱：一種用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/pva復(fù)合膜的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，具體是一種用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法。
背景技術(shù)：
明膠是由多種氨基酸組成且來源于動(dòng)物體的一種蛋白質(zhì)，是一種天然高分子材料，由于它具有良好的生物相容性、可降解性、成膜性等特性，常和其它一種或多種不同的合成高分子材料復(fù)合以制備可降解的復(fù)合材料，在眾多的合成高分子材料當(dāng)中，聚乙烯醇 (PVA)是一種常用的高分子材料，PVA是一種無毒、無刺激性的親水性的高聚物，具有良好的生物親和性、成膜性及較好的力學(xué)性能，用此兩種材料制備的普通明膠/PVA復(fù)合膜在一定的比例時(shí)也能兼具二者材料的優(yōu)點(diǎn)，但總的來說其力學(xué)性能比較有限，這就限制了此種復(fù)合膜的應(yīng)用面。蒙脫土是一種由納米級(jí)厚度的硅酸鹽片層構(gòu)成的粘土，其基本結(jié)構(gòu)單元是由一片鋁氧八面體夾在兩片硅氧四面體之間靠共用氧原子而形成的層狀結(jié)構(gòu)，本發(fā)明通過在制備明膠/PVA復(fù)合膜的過程中添加一定量的無機(jī)蒙脫土，以及改進(jìn)其它工藝條件，最終使制得的明膠/PVA復(fù)合膜比普通的膜具有更好的力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了改善普通明膠/PVA復(fù)合膜的力學(xué)性能，本發(fā)明提供一種用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，其過程包括以下幾個(gè)步驟
(1)、聚乙烯醇溶液的制備稱取4-11重量份的聚乙烯醇加入三口燒瓶，再量取80-105 重量份的蒸餾水加入三口燒瓶中，將燒瓶置于80-90°C的恒溫水浴中攪拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，即A溶液；
(2)、明膠溶液的制備稱取5-10重量份的明膠加入燒杯中，再量取80-100重量份的蒸餾水加入燒杯中，室溫下溶脹30min后，在50°C的恒溫水浴中攪拌至明膠完全溶解，過濾除去雜質(zhì)，即得到明膠溶液，即B溶液；
(3)、明膠/PVA復(fù)合膜的制備按重量比4:1-7 :1稱取A、B兩種溶液加入到三口燒瓶中，再加入增塑劑，攪拌后在低溫0-10°C下保存2-5小時(shí)，加入無機(jī)蒙脫土，然后在30-70°C 的恒溫水浴中攪拌4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即得到用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜。所述的A溶液中，聚乙烯醇與水的重量比優(yōu)選為I :9，B溶液中，明膠與水的重量比優(yōu)選為I :9，A、B兩種溶液的重量比優(yōu)選為4 :1。所述的增塑劑為乙二醇、甘油或者PEG200，其用量為A、B兩種溶液總重的O. 6%。所述的無機(jī)蒙脫土具體為鈉基蒙脫土，其用量為A、B兩種溶液總重的
O.05%-0. I %。
有益效果本發(fā)明制備的明膠/PVA復(fù)合膜在其擁有良好的相容性及降解性的同時(shí)，其力學(xué)性能比一般膜好許多，其中膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都得到了不同程度的提高；本發(fā)明方法中尤其是經(jīng)過低溫處理的一段時(shí)間亦輔助增加了膜的力學(xué)性能；本發(fā)明產(chǎn)品可以應(yīng)用在食品、醫(yī)用及其他物品包裝領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式一種用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，其過程包括以下幾個(gè)步驟
(1)、聚乙烯醇溶液的制備稱取4-11重量份的聚乙烯醇加入三口燒瓶，再量取80-105 重量份的蒸餾水加入三口燒瓶中，將燒瓶置于80-90°C的恒溫水浴中攪拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，即A溶液；
(2)、明膠溶液的制備稱取5-10重量份的明膠加入燒杯中，再量取80-100重量份的蒸餾水加入燒杯中，室溫下溶脹30min后，在50°C的恒溫水浴中攪拌至明膠完全溶解，過濾除去雜質(zhì)，即得到明膠溶液，即B溶液；
(3)、明膠/PVA復(fù)合膜的制備按重量比4:1-7 1稱取A、B兩種溶液加入到三口燒瓶中，再加入增塑劑，攪拌后在低溫0-10°C下保存2-5小時(shí)，加入無機(jī)蒙脫土，然后在30-70°C 的恒溫水浴中攪拌4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即得到用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜。所述的A溶液中，聚乙烯醇與水的重量比優(yōu)選為I :9，B溶液中，明膠與水的重量比優(yōu)選為I :9，A、B兩種溶液的重量比優(yōu)選為4 :1。所述的增塑劑為乙二醇、甘油或者PEG200，其用量為A、B兩種溶液總重的0.6%。所述的無機(jī)蒙脫土具體為鈉基蒙脫土，其用量為A、B兩種溶液總重的
O.05%-0. I %。力學(xué)性能測(cè)試根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T1040. 3將膜裁成亞棱形，放的在室溫下干燥器中 (干燥器底部為飽和的KBr溶液)平衡60h后測(cè)試，測(cè)試夾具間距為25mm，拉伸速率50mm/ min，測(cè)試在室溫下進(jìn)行，測(cè)試5 7個(gè)試樣，取算術(shù)平均值。溶解率測(cè)試方法將膜裁成IcmX Icm大小的方塊，首先將其烘干稱其質(zhì)量Hi1，然后再將膜浸入含有IOmL蒸餾水的小燒杯中浸泡60min，用濾紙吸去表面水分，最后再將膜置入到烘箱中烘干，稱其質(zhì)量m2，其溶解率=On1 - m2) Ai1 X 100%。實(shí)施例I
稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸懼水,先在室溫下溶脹30min,后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；
將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比4 1加入到250ml三口燒瓶中，再加入兩種溶液總重O. 6%的增塑劑乙二醇，然后在(TC環(huán)境下儲(chǔ)存5小時(shí)，再加入兩種溶液總重O. 05% 的鈉基蒙脫土，然后在50°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為24. 9MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為711%，溶解率測(cè)試結(jié)果為=27. 3%。實(shí)施例2
稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸懼水,先在室溫下溶脹30min,后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；
將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比4 1加入到250ml三口燒瓶中，再加入兩種溶液總重O. 6%的增塑劑甘油，然后在5°C環(huán)境下儲(chǔ)存2小時(shí)，再加入兩種溶液總重O. 08%的鈉基蒙脫土，然后在30°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為31. 3MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為701%，溶解率測(cè)試結(jié)果為=26. 9%。實(shí)施例3
稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸懼水,先在室溫下溶脹30min,后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；
將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比4 1加入到250ml三口燒瓶中，再加入兩種溶液總重O. 6%的增塑劑PEG200，然后在10°C環(huán)境下儲(chǔ)存4小時(shí)，再加入兩種溶液總重O. 1% 的鈉基蒙脫土，然后在50°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為36. 8MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為656%，溶解率測(cè)試結(jié)果為=25. 6%。實(shí)施例4
稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸懼水,先在室溫下溶脹30min,后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；
將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比5 1加入到250ml三口燒瓶中，再加入兩種溶液總重O. 6%的增塑劑乙二醇，然后在0°C環(huán)境下儲(chǔ)存5小時(shí)，再加入兩種溶液總重O. 1% 的鈉基蒙脫土，然后在70°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為38. 9MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為661%，溶解率測(cè)試結(jié)果為=22. 8%。實(shí)施例5
稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸懼水,先在室溫下溶脹30min,后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比7 1加入到250ml三口燒瓶中，再加入兩種溶液總重O. 6%的增塑劑乙二醇，然后在0°C環(huán)境下儲(chǔ)存5小時(shí)，再加入兩種溶液總重O. 1% 的鈉基蒙脫土，然后在50°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為41. 6MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為685%，溶解率測(cè)試結(jié)果為=18. 1%。對(duì)比例I
稱取IOg聚乙烯醇置于三口燒瓶中，加入90g蒸餾水，在90°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，得到溶液濃度為10%的聚乙烯醇水溶液；
稱取IOg明膠置于燒杯中，加入90g蒸懼水,先在室溫下溶脹30min,后在50°C的恒溫水浴中攪拌至其完全溶解，再過濾除去雜質(zhì)，即得到溶液濃度為10%的明膠溶液；
將上述聚乙烯醇溶液和明膠溶液按重量比4 1加入到250ml三口燒瓶中，再加入兩種溶液總重O. 6%的增塑劑乙二醇，然后在0°C環(huán)境下儲(chǔ)存5小時(shí)，然后在50°C的恒溫水浴中機(jī)械攪拌反應(yīng)4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥， 即可得到明膠/PVA復(fù)合膜。復(fù)合膜的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果為拉伸強(qiáng)度為22. 6MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為621%，溶解率測(cè)試結(jié)果為=32. 9%。通過對(duì)比例和實(shí)施例也可以看出，在復(fù)合膜中聚乙烯醇和明膠在相同比例的情況下，加入鈉基蒙脫土后復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都有了不同程度的提高，溶解率變化不大，降解性還是較好的。
權(quán)利要求
1.一種用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，其特征在于包括以下幾個(gè)步驟(1)、聚乙烯醇溶液的制備稱取4-11重量份的聚乙烯醇加入三口燒瓶，再加入80-105 重量份的蒸餾水，將燒瓶置于80-90°C的恒溫水浴中攪拌至聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇水溶液，即PVA溶液；(2)、明膠溶液的制備稱取5-10重量份的明膠加入燒杯中，再加入80-100重量份的蒸餾水，室溫下溶脹30min后，在50°C的恒溫水浴中攪拌至明膠完全溶解，過濾除去雜質(zhì)，即得到明膠溶液；(3)、明膠/PVA復(fù)合膜的制備稱取重量比為4:1-7 :1的PVA溶液和明膠溶液加入到三口燒瓶中，加入增塑劑，攪拌后在0-10°C低溫下保存2-5小時(shí)，再加入無機(jī)蒙脫土，然后在30-70°C的恒溫水浴中攪拌4小時(shí)，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，使混合液在室溫下干燥，即得到用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜。
2.如權(quán)利要求I所述的一種用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，其特征在于所述的增塑劑為乙二醇、甘油或者PEG200，其用量為PVA溶液和明膠溶液總重的 O. 6%。
3.如權(quán)利要求I所述的一種用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，其特征在于所述的無機(jī)蒙脫土具體為鈉基蒙脫土，其用量為PVA溶液和明膠溶液總重的 O. 05%-0. I %。
全文摘要
一種用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，涉及一種明膠/PVA復(fù)合膜的制備方法，先制備聚乙烯醇水溶液和明膠水溶液，然后將兩種溶液按一定比例混合，加入增塑劑，再在低溫0-10℃下保存一段時(shí)間，再加入一定量的無機(jī)蒙脫土，然后在30-70℃的恒溫水浴中攪拌至混合均勻，將混合均勻的混合液倒入模具中自然流延，再在室溫下干燥，即得到用無機(jī)蒙脫土改良的明膠/PVA復(fù)合膜。本發(fā)明制備的明膠/PVA復(fù)合膜在其擁有良好的相容性及降解性的同時(shí)，其力學(xué)性能比一般膜好許多，其中膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率都得到了不同程度的提高。
文檔編號(hào)C08K5/053GK102585264SQ201210018400
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者劉如意, 姚大虎, 張玉清, 徐冉, 李紀(jì)偉, 赫玉欣, 陸昶, 高喜平 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)