本發(fā)明屬于包裝袋，具體涉及一種食品包裝袋及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快和外賣行業(yè)的興起，食品包裝袋作為一種直接與食品接觸、用于盛裝和保護(hù)食品的薄膜容器，其市場(chǎng)需求日益增長(zhǎng)。食品包裝袋不僅要求具備基本的保鮮、儲(chǔ)存功能，還逐漸對(duì)環(huán)保性、力學(xué)性能等方面提出了更高要求。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，食品包裝袋的制備材料多種多樣，但普遍存在一些問(wèn)題。例如，石油基高阻隔性塑料包裝袋具有良好的阻隔性和可加工性，成本較低，但是不具備可降解的性能，加上石油是不可再生的有限資源，導(dǎo)致塑料的回收利用率也很低，導(dǎo)致環(huán)境污染和石油資源枯竭，而生物可降解材料是綠色環(huán)保材料，對(duì)環(huán)境友好，如聚乳酸(pla)材料，但是與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pet)材料相比，聚乳酸水蒸氣和氧氣的透過(guò)系數(shù)高出1個(gè)數(shù)量級(jí)，阻隔性能較差，導(dǎo)致在食品包裝材料中的應(yīng)用受到限制。

3、因此，提供一種環(huán)境友好且阻隔性能高的食品包裝袋是目前需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種食品包裝袋及其制備方法，解決現(xiàn)有食品包裝袋難以兼具環(huán)境友好、高阻隔性的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種食品包裝袋，包括以下重量份原料：聚乳酸28-38份、聚2，5-呋喃二甲酸丁二醇酯2-12份、poss基增容組分2-5份、改性零價(jià)納米鐵0.6-1.2份。

4、進(jìn)一步地，poss基增容組分通過(guò)以下步驟制成：

5、將環(huán)氧化乙烯基poss、巰基席夫堿、安息香雙甲醚和四氫呋喃加入燒瓶中，攪拌20-40min后置于紫外燈下反應(yīng)30min，旋蒸除去四氫呋喃即可。

6、以含有環(huán)氧基和乙烯基雙官能團(tuán)的環(huán)氧化乙烯基poss和巰基席夫堿為原料，通過(guò)烯-點(diǎn)擊反應(yīng)，得到poss基增容組分。

7、進(jìn)一步地，環(huán)氧化乙烯基poss、巰基席夫堿、安息香雙甲醚和四氫呋喃的用量比為2-2.1g：2.5g：0.02g：50-100ml。

8、進(jìn)一步地，紫外燈的功率為300-600w，波長(zhǎng)為365nm。

9、進(jìn)一步地，環(huán)氧化乙烯基poss通過(guò)以下步驟制成：

10、將氯仿加入燒瓶中，依次加入八乙烯基-poss、乙酸和濃硫酸，攪拌升溫至60℃，向燒瓶中滴加過(guò)氧化氫溶液，滴加完畢后，升溫至回流反應(yīng)18h，反應(yīng)結(jié)束后，通過(guò)分液移除上層液體，得到的下層液體用碳酸氫鈉溶液和去離子水分別洗滌3-5次，除去水相，得到的溶液在通風(fēng)處、室溫下?lián)]發(fā)12h，然后在60℃下真空旋蒸12h即可。

11、進(jìn)一步地，氯仿、八乙烯基-poss、乙酸、濃硫酸和過(guò)氧化氫溶液的用量比為110ml：6g：25ml：0.8ml：50ml，濃硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％，過(guò)氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％，碳酸氫鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4-8％，以八乙烯基-poss為底物，通過(guò)官能團(tuán)轉(zhuǎn)化法制備環(huán)氧化乙烯基poss。

12、進(jìn)一步地，巰基席夫堿通過(guò)以下步驟制成：

13、將肉桂醛加入裝有無(wú)水乙醇的燒瓶中，攪拌3-5min后滴加β-巰基乙胺的乙醇溶液，控制滴加速率3-4ml/min，滴加完畢后，加入乙酸，攪拌下，55-65℃下反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，旋蒸去除無(wú)水乙醇，得到粗品，將粗品用無(wú)水乙醇重結(jié)晶，真空干燥即可。

14、進(jìn)一步地，肉桂醛和β-巰基乙胺的摩爾比為1：1，乙酸用量為肉桂醛和β-巰基乙胺質(zhì)量和的0.2-0.4倍，以肉桂醛和β-巰基乙胺為原料，通過(guò)氨基與醛基之間的反應(yīng)得到巰基席夫堿。

15、進(jìn)一步地，改性零價(jià)納米鐵通過(guò)以下步驟制成：

16、將質(zhì)量濃度1g/l的聚乙二醇-400水溶液與濃度1mo?l/l硫酸亞鐵溶液混合，氮?dú)猸h(huán)境下，滴加濃度2.5mo?l/l的硼氫化鉀溶液，邊滴加邊攪拌，滴加完畢后，攪拌反應(yīng)10-20min，之后過(guò)濾，濾餅用去離子水洗滌后干燥，轉(zhuǎn)移至無(wú)水乙醇中攪拌5-10min，再次過(guò)濾，濾餅用無(wú)水乙醇和丙酮分別洗滌2-3遍，再次干燥即可。

17、納米零價(jià)鐵具有較好的還原性，但在應(yīng)用過(guò)程中存在易團(tuán)聚、與聚乳酸基體相容性差的問(wèn)題，對(duì)此，本發(fā)明利用聚乙二醇-400對(duì)零價(jià)納米鐵進(jìn)行表面修飾，得到改性零價(jià)納米鐵，一方面改善零價(jià)納米鐵在聚合物基體中的分散性，另一方面借助聚乙二醇-400的柔性鏈改善聚乳酸的韌性。

18、進(jìn)一步地，聚乙二醇-400水溶液、硫酸亞鐵溶液和硼氫化鉀溶液的體積比為28-56：100：100。

19、進(jìn)一步地，過(guò)濾采用0.22μm水系微孔濾膜。

20、一種食品包裝袋的制備方法，包括以下步驟：

21、將聚乳酸、聚2，5-呋喃二甲酸丁二醇酯分別在80℃烘箱中干燥12h，之后與poss基增容組分和改性零價(jià)納米鐵共同加入混合機(jī)中，轉(zhuǎn)速50-100r/min，攪拌30min，得到混合料，將混合料轉(zhuǎn)移至螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出，得到復(fù)合料粒，將復(fù)合料粒采用流延法制成食品包裝膜，之后裁剪加工，得食品包裝袋。

22、進(jìn)一步地，螺桿擠出機(jī)為雙螺桿擠出機(jī)，從進(jìn)料部分到機(jī)頭部分，七個(gè)區(qū)域的溫度依次分別設(shè)置為170℃、180℃、190℃、190℃、190℃、180℃、180℃，進(jìn)料速率為150g/min，螺桿速度為60r/min。

23、進(jìn)一步地，流延設(shè)備的擠出段溫度為170-230℃，?？跍囟葹?30℃，冷卻輥溫度為25-35℃。

24、本發(fā)明的有益效果：

25、1.本發(fā)明以聚乳酸、聚2，5-呋喃二甲酸丁二醇酯、poss基增容組分、改性零價(jià)納米鐵為原料，利用韌性高強(qiáng)度大的聚2，5-呋喃二甲酸丁二醇酯與聚乳酸共混，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料剛性和韌性的平衡，且引入poss基增容組分、改性零價(jià)納米鐵提高復(fù)合材料的阻隔性能和力學(xué)性能，最終使制備的包裝袋不僅具有良好的生物降解性，還具有良好的力學(xué)性能以及優(yōu)異的保鮮效果。

26、2.本發(fā)明制備的poss基增容組分具有籠狀聚倍半硅氧烷結(jié)構(gòu)，將其引入包裝膜基料中，能夠發(fā)揮增強(qiáng)復(fù)合材料的作用，且由于活性環(huán)氧基的存在，poss基增容組分能夠與聚乳酸和聚2，5-呋喃二甲酸丁二醇酯的端基發(fā)生原位開(kāi)環(huán)反應(yīng)，接枝上聚乳酸鏈和聚2，5-呋喃二甲酸丁二醇酯鏈，改善了兩不相容界面的粘附性并避免了在低應(yīng)力下膜材料的破裂，使包裝袋的機(jī)械性能得到提高，此外，當(dāng)包裝袋中食品因?yàn)楹粑饔卯a(chǎn)生酸性水分時(shí)，poss基增容組分中的席夫堿結(jié)構(gòu)分解，將肉桂醛釋放至存儲(chǔ)空間，發(fā)揮防腐保鮮的作用，這種保鮮方式不僅避免了防腐劑與食品的直接接觸，且作用時(shí)間長(zhǎng)久。

27、3.本發(fā)明在食品包裝袋中加入改性零價(jià)納米鐵，其在聚合物基體中具有良好的分散性，能夠起到異相成核的作用，改善聚乳酸的結(jié)晶行為，結(jié)合柔性鏈的存在，提高包裝膜的力學(xué)性能，此外，零價(jià)納米鐵能夠與氧氣接觸并反應(yīng)，將滲透進(jìn)包裝膜的氧氣消耗，使包裝膜的阻氧性能提高。

技術(shù)特征：

1.一種食品包裝袋，其特征在于，包括以下重量份原料：聚乳酸28-38份、聚2，5-呋喃二甲酸丁二醇酯2-12份、poss基增容組分2-5份、改性零價(jià)納米鐵0.6-1.2份；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品包裝袋，其特征在于，環(huán)氧化乙烯基poss、巰基席夫堿、安息香雙甲醚和四氫呋喃的用量比為2-2.1g：2.5g：0.02g：50-100ml。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品包裝袋，其特征在于，環(huán)氧化乙烯基poss通過(guò)以下步驟制成：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種食品包裝袋，其特征在于，氯仿、八乙烯基-poss、乙酸、濃硫酸和過(guò)氧化氫溶液的用量比為110ml：6g：25ml：0.8ml：50ml，濃硫酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98％，過(guò)氧化氫溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品包裝袋，其特征在于，巰基席夫堿通過(guò)以下步驟制成：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種食品包裝袋，其特征在于，肉桂醛和β-巰基乙胺的摩爾比為1：1，乙酸用量為肉桂醛和β-巰基乙胺質(zhì)量和的0.2-0.4倍。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品包裝袋，其特征在于，聚乙二醇-400水溶液質(zhì)量濃度為1g/l，硫酸亞鐵溶液濃度為1mo?l/l,硼氫化鉀溶液濃度為2.5mol/l。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種食品包裝袋，其特征在于，聚乙二醇-400水溶液、硫酸亞鐵溶液和硼氫化鉀溶液的體積比為28-56：100：100。

9.一種如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述食品包裝袋的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種食品包裝袋及其制備方法，屬于包裝袋技術(shù)領(lǐng)域，包括以下重量份原料：聚乳酸28?38份、聚2，5?呋喃二甲酸丁二醇酯2?12份、POSS基增容組分2?5份、改性零價(jià)納米鐵0.6?1.2份，該包裝袋的制備方法，包括以下步驟：將聚乳酸、聚2，5?呋喃二甲酸丁二醇酯分別在80℃烘箱中干燥12h，之后與POSS基增容組分和改性零價(jià)納米鐵共同加入混合機(jī)中，攪拌30mi?n，轉(zhuǎn)移至螺桿擠出機(jī)中，熔融擠出，得到復(fù)合料粒，將復(fù)合料粒采用流延法制成食品包裝膜，之后裁剪加工，得食品包裝袋，該包裝袋不僅具有良好的生物降解性，還具有良好的力學(xué)性能以及優(yōu)異的保鮮效果。

技術(shù)研發(fā)人員：方向,陶俊,李新紀(jì),譚玉潔,廖頌陽(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南大道新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19