本發(fā)明屬于材料和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性顆粒增強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磁性顆粒增強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：
一種磁性顆粒增強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、薄荷葉6-8份、蘆薈葉1.5-2份、丁香花2-3份、丙酮80-100份、無水硫酸鈉8-10份、六水合三氯化鐵25-30份、乙二醇120-150份、醋酸鈉20-25份、乙二胺18-22份、乳酸10-12份、無水乙醇180-200份、環(huán)己烷120-150份、甲醇18-20份、三乙胺20-25份、丙烯酸羥乙酯12-15份、甲苯100-120份、異丙基丙烯酰胺15-18份、偶氮二異丁腈1-1.5份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨2-3份、聚乙烯醇220-250份、醋酸乙烯酯25-30份、過硫酸銨溶液35-40份、乙酸丙酸纖維素2-3份、蜜蠟2-3份、癸二酸二辛酯2-3份、去離子水適量。
所述的磁性顆粒增強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，與薄荷葉、蘆薈葉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）將六水合三氯化鐵加入到乙二醇中，混合攪拌成澄清溶液，再加入加入醋酸鈉和乙二胺，繼續(xù)混合攪拌，充分溶解后轉(zhuǎn)移至水熱反應釜內(nèi)襯中，密封反應-釜，升高溫度至180-200℃，保溫10-12h，冷卻到室溫，加入乳酸，70-80℃恒溫攪拌反應2-3h，用永磁鐵分離產(chǎn)物，采用無水乙醇和水分別清洗產(chǎn)物2-3次，冷凍干燥，得到納米Fe3O4磁性顆粒；
（3）將步驟（1）的產(chǎn)物加入到環(huán)己烷中，混合均勻后，加入甲醇和三乙胺，超聲混合8-10min，加入步驟（2）的產(chǎn)物，靜置20-24h，用永磁鐵分離，加入到裝有冷凝管的反應容器中，再加入丙烯酸羥乙酯和甲苯，混合攪拌均勻后，加入異丙基丙烯酰胺，繼續(xù)混合攪拌20-30min，通氮氣排氧25-30min，加入偶氮二異丁腈和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，在氮氣保護的情況下將反應溫度升至75-80℃，反應20-24h，反應完畢后，將反應液冷卻到室溫，用旋轉(zhuǎn)甩干儀把溶劑除掉；
（4）在反應釜中加入相當于聚乙烯醇重量份15-18倍的去離子水，開動攪拌機，再加入聚乙烯醇，升溫至90-95℃保溫反應1.5-2h，冷卻至65-70℃，再加入1/2的醋酸乙烯酯，攪拌15-20min后加入1/4的過硫酸銨溶液，升溫至75-80℃，保溫攪拌反應至無回流；加入剩余的醋酸乙烯酯、步驟（3）的產(chǎn)物、乙酸丙酸纖維素和1/4的過硫酸銨溶液，75-80℃保溫攪拌反應2-3h，加入蜜蠟和剩余的過硫酸銨溶液，繼續(xù)保溫攪拌反應1-2h，升溫至85-90℃，繼續(xù)保溫攪拌反應4-5h，加入癸二酸二辛酯，繼續(xù)攪拌40-50min；流延至玻璃板上，靜置15-20min，之后于80-85℃干燥3-3.5h，冷卻到室溫，揭膜，得到磁性顆粒增強的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜。
所述的磁性顆粒增強的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜，其特征在于，所述的過硫酸銨溶液的濃度為0.8-1mol/L。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明利用山茶籽、薄荷葉、蘆薈葉、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負載納米Fe3O4磁性顆粒上，在采用聚丙烯酸酯包覆，使其緩慢釋放，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；而且通過醋酸乙烯酯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；本發(fā)明采用納米Fe3O4磁性顆粒增強保鮮薄膜，不僅增加薄膜的機械性能，而且賦予薄膜抗靜電性能；本發(fā)明的磁性顆粒增強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
本實施例的磁性顆粒增強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、薄荷葉6份、蘆薈葉2份、丁香花3份、丙酮100份、無水硫酸鈉8份、六水合三氯化鐵30份、乙二醇150份、醋酸鈉25份、乙二胺22份、乳酸12份、無水乙醇200份、環(huán)己烷150份、甲醇20份、三乙胺25份、丙烯酸羥乙酯15份、甲苯120份、異丙基丙烯酰胺18份、偶氮二異丁腈1.5份、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨3份、聚乙烯醇250份、醋酸乙烯酯30份、過硫酸銨溶液40份、乙酸丙酸纖維素3份、蜜蠟3份、癸二酸二辛酯3份、去離子水適量。
本實施例的磁性顆粒增強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，與薄荷葉、蘆薈葉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）將六水合三氯化鐵加入到乙二醇中，混合攪拌成澄清溶液，再加入加入醋酸鈉和乙二胺，繼續(xù)混合攪拌，充分溶解后轉(zhuǎn)移至水熱反應釜內(nèi)襯中，密封反應-釜，升高溫度至200℃，保溫12h，冷卻到室溫，加入乳酸，80℃恒溫攪拌反應3h，用永磁鐵分離產(chǎn)物，采用無水乙醇和水分別清洗產(chǎn)物3次，冷凍干燥，得到納米Fe3O4磁性顆粒；
（3）將步驟（1）的產(chǎn)物加入到環(huán)己烷中，混合均勻后，加入甲醇和三乙胺，超聲混合10min，加入步驟（2）的產(chǎn)物，靜置24h，用永磁鐵分離，加入到裝有冷凝管的反應容器中，再加入丙烯酸羥乙酯和甲苯，混合攪拌均勻后，加入異丙基丙烯酰胺，繼續(xù)混合攪拌20min，通氮氣排氧25min，加入偶氮二異丁腈和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，在氮氣保護的情況下將反應溫度升至80℃，反應24h，反應完畢后，將反應液冷卻到室溫，用旋轉(zhuǎn)甩干儀把溶劑除掉；
（4）在反應釜中加入相當于聚乙烯醇重量份18倍的去離子水，開動攪拌機，再加入聚乙烯醇，升溫至95℃保溫反應2h，冷卻至70℃，再加入1/2的醋酸乙烯酯，攪拌20min后加入1/4的過硫酸銨溶液，升溫至80℃，保溫攪拌反應至無回流；加入剩余的醋酸乙烯酯、步驟（3）的產(chǎn)物、乙酸丙酸纖維素和1/4的過硫酸銨溶液，80℃保溫攪拌反應2-3h，加入蜜蠟和剩余的過硫酸銨溶液，繼續(xù)保溫攪拌反應2h，升溫至90℃，繼續(xù)保溫攪拌反應5h，加入癸二酸二辛酯，繼續(xù)攪拌50min；流延至玻璃板上，靜置20min，之后于85℃干燥3.5h，冷卻到室溫，揭膜，得到磁性顆粒增強的聚乙烯醇果蔬保鮮薄膜。
經(jīng)測試，本實施例的磁性顆粒增強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℃。