[发明专利]一种高透气性PLDx

说明书

本发明公开了一种高透气性PLD_xL共聚物薄膜及其制备方法和在果蔬保鲜中的应用。本发明通过将PDMS作为软段嵌段在PLLA中，从而实现了硅氧键向聚合物的成功引入，制备出PDMS含量不同的PLDxL系列薄膜，PDMS的加入使薄膜出现了微相分离结构，50～100纳米粒径的PDMS相在膜内部形成了气体通过的通道，提高了材料的CO₂、O₂透过率，其中PLD_1.8L薄膜的CDP及OP分别增加了2.34×10^‑8、0.37×10^‑8cm³·m/m²·h·Pa，其中PLD_1.8L薄膜可以维持包装内部CO₂：8～10％、O₂：0.8～3％浓度的气氛，更适用于绿叶蔬菜窗体包装的气调保鲜要求。

技术领域

本发明属于包装材料技术领域，具体涉及一种高透气性PLD_xL共聚物薄膜及其制备方法和在果蔬保鲜中的应用。

背景技术

作为市场上广泛流通的保鲜材料：聚乙烯和聚苯乙烯等，它们的二氧化碳(CO₂)、氧气(O₂)透过性及透过比相对较差，当所包装蔬菜的容积率过大时，蔬菜通过呼吸作用产生大量的CO₂，无法向外界及时有效地渗透，导致内部CO₂浓度过高，蔬菜发生酸中毒现象并提早腐烂，失去对蔬菜进行保鲜的意义。

聚(L-乳酸)(PLLA)作为PLA家族中的重要一员，也称玉米纤维，是一种生物可降解型聚酯材料，其来源广泛，可通过植物中的淀粉经发酵生成乳酸后再聚合；还可通过丙交酯开环反应聚合；或是利用低分子量树脂固相聚合。PLLA较于PDLA和 PDLLA材料分解后的左旋乳酸可以为身体吸收，展现出更广泛的安全适用。PLLA是一种半结晶性材料，其光学透过性良好，但热稳定性能较差(T_g≤60℃，T_m≤180℃)，即便是在熔融温度和热分解温度以下，也会出现材料机械强度降低的情况；室温下， PLLA的断裂伸长率仅为5％，是一种脆性材料，这些问题限制了其应用范围。PLLA具有良好的透湿性能，Siparsky等人测得PLLA膜的透过系数为9.63×10^-14kg·m/m²·s·Pa，远高于市场广泛流通的聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)等材料，其应用在果蔬保鲜领域，可避免因果蔬呼吸作用产生的结露现象而滋生细菌。纯度为98％PLLA膜的CO₂透过系数在2.77～4.18×10^-14g·m/m²·s·Pa之间(温度：25～45℃)，PLLA的O₂透过系数在3.5～10.8×10^-15g·m/m²·s·Pa之间(温度：5～40℃)，均高于一般材料。因此其常被直接用于生鲜果蔬的包装或是通过共聚、共混、复合等多种方法进行材料改性，以便达到延长食品保鲜期的目的。总体来看，作为果蔬包装材料时，PLLA具有很好的水蒸气透过性，能够有效地避免包装内部结露现象。且PLLA的较高的气体透过性恰好使其具备了作为生鲜类食品包装材料使用的巨大潜力，但其对O₂和CO₂的透过系数趋于中等水平，其气体透过性能很难匹配高呼吸速率果蔬。包装容积率较高时，内部O₂迅速被消耗，产生过多的CO₂，PLLA薄膜无法及时与外界进行气体交换，导致果蔬的无氧呼吸，引起变质腐败，仍不满足理想气调的需求。

基于上述理由，特提出本申请。

发明内容

针对现有技术存在的问题或缺陷，本发明的目的在于提供一种高透气性PLD_xL共聚物薄膜及其制备方法和在果蔬保鲜中的应用。本发明旨在制备出一种应用于绿叶蔬菜可自发气调的可降解窗体包装材料，以延长绿叶蔬菜的保鲜期。

为了实现本发明的上述目的，本发明采用的技术方案如下：