[发明专利]多功能自契合膜及其快速定位成膜的方法和应用

说明书

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种多功能自契合膜及其在不同基体表面快速定位成膜的方法和应用。本发明以天然高分子/改性天然高分子和天然交联剂为原料，并通过加入功能活性成分调节膜的性能，通过交联剂与天然高分子在基体表面快速交联成型，得到稳定的三维网络结构包覆在基体表面，可在不同基体表面快速定位形成自契合膜，实现自契合膜的制备和包装过程的同步进行和完成。本发明制备的自契合膜成膜速度快、韧性强，可有效克服现有天然高分子膜的脆性以及难热封包装的问题；该自契合膜通用性高，原料来源广泛，绿色可降解，且功能可调控，能满足不同应用场景的要求，可应用在果蔬、肉类等食品保鲜以及公共卫生安全的防护中。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，具体涉及一种多功能自契合膜及其在不同基体表面快速定位成膜的方法和在食品保鲜或公共卫生安全防护等中的应用。

背景技术

近年来，由于不可降解材料带来的环保问题日益严重，利用可降解的天然高分子代替不可降解的石油基产品的研究越来越收到人们的关注。天然高分子原料来源广泛，价格低廉，可再生，是理想的原材料。然而，由天然高分子加工制备的膜等产品通常是比较脆的，非常容易碎裂，并且由于属于非热塑性材料，不能通过热加工的方式进行封装，此外，普通的包装方式也难以贴合基体，产生间隙，包装效果较差，因此天然高分子材料的利用目前仍然存在着巨大的挑战。

利用天然高分子与传统石油基高分子共混的方式可以制备出新型的可降解型复合材料，但是这种材料降解的只是天然高分子部分，石油基高分子部分仍然可能带来环境污染问题。此外，涂层也是利用天然高分子材料应用的方式之一，通过制备涂层溶液涂布的方式形成保护膜，避免了天然高分子难以热封的问题，但是天然高分子溶液在溶剂挥发后，由于分子间相互作用较强，通常会收缩团聚，特别是在一些光滑以及疏水的表面，难以通过浸涂或者喷涂的方式得到均匀的涂层。因此，如何通过简单便捷的方式在不同性质的基体表面形成天然高分子膜仍然具有挑战性。与此同时，天然高分子膜的性能调控也是至关重要的，随着社会的发展，对一些具有特殊功能的膜有需求，如抗菌、抗氧化、抗病毒、质量监测等，因此如何调控天然高分子膜的性能具有非常重要的意义。目前，关于利用天然高分子在基体表面制备多功能自契合膜尚未见有报道。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有天然高分子膜的脆性以及难热封包装等问题，而提供的一种多功能自契合膜及其在不同基体表面快速定位成膜的方法和应用。本发明以天然高分子/改性天然高分子和天然交联剂为原料，并通过加入功能活性成分调节膜的性能，通过交联剂与天然高分子在基体表面快速交联成型的特点，可以在不同基体表面快速定位形成自契合膜，实现自契合膜的制备和包装过程的同步进行和完成。该自契合膜的功能可调控，可应用在果蔬、肉类等食品保鲜或公共卫生安全的防护中。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种多功能自契合膜，该多功能自契合膜由天然高分子/改性天然高分子、天然交联剂和功能活性成分制成，各原料成分的重量配比为：天然高分子/改性天然高分子:天然交联剂:功能活性成分=2～10:3～15:0.01～0.15；

所述的天然高分子/改性天然高分子选自淀粉及其衍生物、甲壳素/壳聚糖及其衍生物、纤维素及其衍生物、木质素及其衍生物、海藻酸盐和海藻酸酯、明胶、果胶、贻贝粘蛋白、玉米蛋白以及小麦蛋白等中的一种或多种混合；

所述的天然交联剂选自鞣酸、柠檬酸、抗坏血酸、透明质酸、腐殖酸、香草醛、京尼平以及茶多酚中的一种或多种混合；

所述的功能活性成分选自鞣酸、富马酸二甲酯、乙烯利、亚氯酸钠、姜黄素、水杨酸、花青素，茶多酚、芬多精、二氧化氯、牛至油、茶树油、肉桂醛、氯胺T以及溶菌酶中的一种或多种混合。

进一步的，上述的多功能自契合膜中，所述的淀粉衍生物为阳离子淀粉、羧甲基淀粉或酯化淀粉；所述的壳聚糖的衍生物为羟丙基壳聚糖、羧甲基壳聚糖或β-环糊精接枝壳聚糖。