本發(fā)明涉及的是包裝膜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于稻殼的可降解抗菌膜及其制備方法。

二、

背景技術(shù)：

包裝膜被應(yīng)用的非常廣泛，但由于包裝膜通常不可降解，包裝膜被從包裝物上拆解下來后，往往沒有二次應(yīng)用，而是被廢棄掉，形成不可降解的垃圾，對環(huán)境造成污染。

黑龍江墾區(qū)水稻年產(chǎn)量達210億斤左右，稻殼是水稻加工量的20%，因此墾區(qū)的稻殼排放就達到42億斤，稻殼產(chǎn)量十分豐富，但目前稻殼的應(yīng)用主要是燃料與飼料，其附加值并不高，如何將其綜合利用，提高附加值，用較低的投入，取得較大的利益，既環(huán)保又利于農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)，使水稻副產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈良性循環(huán)，亟需要高附加值的轉(zhuǎn)化利用途徑。以稻殼作為基質(zhì)材料制備可降解抗菌膜還沒有文獻和專利報道。

三、

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供了一種基于稻殼的可降解抗菌膜，這種基于稻殼的可降解抗菌膜用于解決現(xiàn)有技術(shù)中塑料包裝膜和復(fù)合包裝膜不易降解而導(dǎo)致環(huán)境污染的問題，并提高了稻殼的附加值的問題，本發(fā)明的另一個目的是提供這種基于稻殼的可降解抗菌膜的制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：這種基于稻殼的可降解抗菌膜由按質(zhì)量體積比為4—8%的稻殼粉、15—18%的氫氧化鈉、6—8%的黃原膠、1.0—2.5%的殼聚糖、8.0—10.0%的檸檬酸、 11.0—15.0%的乳酸、3—5%的卡拉膠、20—25%的羧甲基纖維素鈉、4—5%的異硫氰酸烯丙酯、13—15%的甘油、10—15%的去離子水制備而成，其中稻殼選用270目稻殼粉；這種基于稻殼的可降解抗菌膜膜厚度74—120um，拉伸強度34.8—67.2MP，斷裂伸長率為 21.7— 27.8%，耐折度17-28次。

上述基于稻殼的可降解抗菌膜的制備方法：

步驟一、選取無霉變稻殼，在電熱鼓風(fēng)干燥箱里進行80—100℃干燥，時間為14—16分鐘；

步驟二、對干燥后的稻殼進行粉粹成270目稻殼粉，同時按質(zhì)量體積比準備：4—8%的稻殼粉、15—18%的氫氧化鈉、6—8%的黃原膠、1.0—2.5%的殼聚糖、8.0—10.0%的檸檬酸、11.0—15.0%的乳酸、3—5%的卡拉膠、20—25%的羧甲基纖維素鈉、4—5%的異硫氰酸烯丙酯、13—15%的甘油、去離子水10—15%；

步驟三、按照步驟二中的配比：將所述稻殼粉加入到15—18%氫氧化鈉溶液中攪拌16—20分鐘，將1.0—2.5%殼聚糖添加到8.0—10.0%檸檬酸和11.0—15.0%乳酸的混合液中放在磁力攪拌器中攪拌直至完全溶解后，再加到稻殼粉與氫氧化鈉的混合液中，再加入6—8%黃原膠、3—5%卡拉膠、20—25%羧甲基纖維素鈉、13—15%甘油，在60—70℃的水浴鍋中攪拌40—50分鐘至混合均勻，邊攪拌邊再加入4—5%異硫氰酸烯丙酯，冷卻；

步驟四、在20—26℃下，115—125MPa，3個循環(huán)條件下在高壓均質(zhì)機中進行均質(zhì)；

步驟五、在PC板上流延成膜，在電熱鼓風(fēng)干燥箱中水平放置干燥，干燥時間為180—300min、溫度為40—60℃，再冷卻至室溫從PC板揭膜，得到基于稻殼的可降解抗菌膜。

有益效果：

1、本發(fā)明以稻殼為主要原料，輔以各種助劑制備稻殼的可降解抗菌膜。采用高壓均質(zhì)技術(shù)應(yīng)用在膜制備過程中，因此稻殼粉細顆粒和抗菌物質(zhì)在膜材料中分布均勻，制得的包裝膜具有較強的機械力學(xué)性能、阻隔性能且該膜可以實現(xiàn)加熱封合。

2、本發(fā)明使用的原料都是綠色包裝材料不會對環(huán)境造成污染，同時具有抗菌特性和可降解性。

3、本發(fā)明極大提高稻殼的經(jīng)濟價值和附加值，且制膜方法簡單、成本低廉，適合規(guī)模化生產(chǎn)。

四、具體實施方式

下面對本發(fā)明做進一步的說明：

實施例1：

這種基于稻殼的可降解抗菌膜由按質(zhì)量體積比為4%的稻殼粉、15%的氫氧化鈉、6%的黃原膠、1.5%的殼聚糖、8.0%的檸檬酸、 11.0%的乳酸、3%的卡拉膠、20%的羧甲基纖維素鈉、4%的異硫氰酸烯丙酯、13%的甘油、去離子水10%制備而成，其中稻殼粉選用270目稻殼粉。其中的質(zhì)量體積比是某一組分的質(zhì)量的所有組分體積的比值，所有組分體積是稻殼粉、氫氧化鈉、黃原膠、殼聚糖、檸檬酸、乳酸、卡拉膠、羧甲基纖維素鈉、異硫氰酸烯丙酯、甘油、去離子水的總體積，如稻殼粉的質(zhì)量體積比是稻殼粉的質(zhì)量與上述總體積的比值，下同。

上述基于稻殼的可降解抗菌膜的制備方法：

（1）選取無霉變稻殼，在電熱鼓風(fēng)干燥箱里進行80℃干燥，時間為16分鐘；

（2）對干燥后的稻殼進行粉粹成稻殼粉；

（3）將4%(w/v)稻殼粉加入到15%(w/v)氫氧化鈉溶液中攪拌20分鐘，將1.5%(w/v)殼聚糖添加到8.0%(w/v)檸檬酸和11.0%(w/v)乳酸的混合液中放在磁力攪拌器中攪拌直至完全溶解后加到稻殼粉與氫氧化鈉的混合液中，再加入6%(w/v)黃原膠、3.0%(w/v)的卡拉膠、20%(w/v)羧甲基纖維素鈉、13%(w/v)甘油，60℃的水浴鍋中攪拌40分鐘至混合均勻，邊攪拌邊再加入4%(w/v)的異硫氰酸烯丙酯，冷卻；

（4）在20℃下，115MPa，3個循環(huán)條件下進行高壓均質(zhì)；

（5）在PC板上流延成膜，在電熱鼓風(fēng)干燥箱中水平放置干燥（時間為180min、溫度為60℃），冷卻至室溫從PC板揭膜。

所得膜厚度74um，拉伸強度34.8MP，斷裂伸長率為21.7%，耐折度28次，土埋降解試驗在90天達到失重率達80%左右有優(yōu)良的可降解性，具有熱封性和良好的抗菌性能。

實施例2：

這種基于稻殼的可降解抗菌膜由按質(zhì)量體積比為6%的稻殼粉、17%的氫氧化鈉、7%的黃原膠、2%的殼聚糖、9%的檸檬酸、13%的乳酸、4%的卡拉膠、22%的羧甲基纖維素鈉、4.5%的異硫氰酸烯丙酯、14%的甘油、12%的去離子水制備而成，其中稻殼粉選用270目稻殼粉。

上述基于稻殼的可降解抗菌膜的制備方法：

（1）選取無霉變稻殼，在電熱鼓風(fēng)干燥箱里進行90℃干燥，時間為15分鐘；

（2）對干燥后的稻殼進行粉粹成稻殼粉；

（3）將6%(w/v)稻殼粉加入到17%(w/v)氫氧化鈉溶液中攪拌18分鐘，將2%(w/v)殼聚糖添加到9.0%(w/v)檸檬酸和13.0%(w/v)乳酸的混合液中放在磁力攪拌器中攪拌直至完全溶解后加到稻殼粉與氫氧化鈉的混合液中，再加入7%(w/v)黃原膠、4%(w/v)的卡拉膠、22%(w/v)羧甲基纖維素鈉、14%(w/v)甘油，65℃的水浴鍋中攪拌50分鐘至混合均勻，邊攪拌邊再加入4.5%(w/v)的異硫氰酸烯丙酯，冷卻；

（4）在23℃下，120MPa，3個循環(huán)條件下進行高壓均質(zhì)；

（5）在PC板上流延成膜，在電熱鼓風(fēng)干燥箱中水平放置干燥（時間為240min、溫度為50℃），冷卻至室溫從PC板揭膜。

所得膜厚度96um，拉伸強度59.7MP，斷裂伸長率為 23.4%，耐折度24次，土埋降解試驗在90天達到失重率達80%左右有優(yōu)良的可降解性，具有熱封性和良好的抗菌性能。

實施例3：

這種基于稻殼的可降解抗菌膜由按質(zhì)量體積比為8%的稻殼粉、18%的氫氧化鈉、8%的黃原膠、2.5%的殼聚糖、10.0%的檸檬酸、15.0%的乳酸、5%的卡拉膠、25%的羧甲基纖維素鈉、5%的異硫氰酸烯丙酯、15%的甘油、15%去離子水制備而成，其中稻殼粉選用270目稻殼粉。

上述基于稻殼的可降解抗菌膜的制備方法：

（1）選取無霉變稻殼，在電熱鼓風(fēng)干燥箱里進行100℃干燥，時間為14分鐘；

（2）對干燥后的稻殼進行粉粹成稻殼粉；

（3）將8%(w/v)稻殼粉加入到18%(w/v)氫氧化鈉溶液中攪拌16分鐘，將2.5%(w/v)殼聚糖添加到10.0%(w/v)檸檬酸和15.0%(w/v)乳酸的混合液中放在磁力攪拌器中攪拌直至完全溶解后加到稻殼粉與氫氧化鈉的混合液中，再加入8%(w/v)黃原膠、5%(w/v)的卡拉膠、25%(w/v)羧甲基纖維素鈉、15%(w/v)甘油，70℃的水浴鍋中攪拌50分鐘至混合均勻，邊攪拌邊再加入5%(w/v)的異硫氰酸烯丙酯，冷卻；

（4）在26℃下，125MPa，3個循環(huán)條件下進行高壓均質(zhì)；

（5）在PC板上流延成膜，在電熱鼓風(fēng)干燥箱中水平放置干燥（時間為300min、溫度為40℃），冷卻至室溫從PC板揭膜。

所得膜厚度120um，拉伸強度67.2MP，斷裂伸長率為 27.8%，耐折度17次，土埋降解試驗在90天達到失重率達80%左右有優(yōu)良的可降解性，具有熱封性和良好的抗菌性能。

本發(fā)明提供的稻殼包裝膜在整個生產(chǎn)加工周期內(nèi)無污染產(chǎn)生，對稻殼的綜合利用減少稻殼廢棄物對城鎮(zhèn)環(huán)境和大氣的污染危害，屬于真正的綠色環(huán)保包裝材質(zhì)；廢棄后可以在自然環(huán)境下達到完全的可降解，對環(huán)境無污染和危害；減少塑料包裝材料的應(yīng)用比例，起到遏制、減少“白色污染”的作用，減少不可再生能源的消耗，節(jié)約大量森林資源，避免因造紙產(chǎn)生的工業(yè)廢水對環(huán)境的污染危害。