[发明专利]一种生物降解气调复合膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物降解气调复合膜及其制备方法。该生物降解气调复合膜由气调层、粘结层和热封层采用多层共挤的工艺制备而成。该复合膜物理性能优异，对氧气、二氧化碳和水蒸气的透过系数可灵活调控，对于延长果蔬货架期、解决传统不可降解果蔬保鲜袋废弃后造成的“白色污染”问题具有重要意义。

技术领域

本发明属于蔬菜、水果包装领域，涉及一种果蔬包装膜，更具体的说是涉及一种生物降解气调复合膜及其制备方法。

背景技术

为延长果蔬的货架期，果蔬的保鲜工作极为重要。目前果蔬的保鲜方法有化学保鲜、涂膜保鲜、使用保鲜袋等，但是化学保鲜和涂膜保鲜存在着一定的食品安全隐患，因此使用保鲜袋是最常用的一种手段。目前保鲜袋的材质只要是PE和PP等，由于PE和PP对于氧气和二氧化碳没有选择透过性，因此无法抑制内包果蔬的呼吸作用；且由于PE和PP的水蒸气透过率很低，易使内包果蔬发生霉变，所以保鲜时效不是很理想。另外PE和PP是不可降解的石油基材料，大量废弃的食品保鲜袋会给环境造成很大负担。

作为生物降解材料的一员，聚乳酸(PLA)被认为在包装领域具有巨大的应用潜力。现有的PLA薄膜都为单层结构。经测试单层结构的PLA薄膜的氧气透过率为6×10^-18kg*m/m²*s*Pa,二氧化碳的透过率为2×10^-17kg*m/m²*s*Pa，对于空气中的氧气和二氧化碳具有选择透过性，可以使包装袋内部形成低氧高二氧化碳的环境，有助于内包果蔬处于休眠状态，从而延长内包果蔬的货架期；另外PLA的水蒸气透过率远大于PE和PP等材质，使内包果蔬蒸腾产生的水分可以有效排出，减少霉斑；此外PLA还有天然的抑菌功效。基于以上特质，大量学者研究了PLA薄膜在果蔬包装上的应用。研究表明，PLA薄膜确实对杨桃、双孢菇、黄花菜、金针菇等果蔬具有显著的保鲜功效。

但PLA应用在果蔬包装上时也存在着一定的缺陷。首先，由于PLA薄膜的水蒸气透过率较大，内包果蔬蒸腾作用产生的水分被全部排出，会造成果蔬失重率过大，易干瘪；其次PLA质地较脆，断裂伸长率低，耐穿刺性能较差，因此作为果蔬的保鲜袋易发生破裂；另外PLA热封合效果不佳，包装果蔬热封后易在封口处漏气，从而丧失保鲜的功能。综上所述，需要制备综合性能更加的生物降解薄膜以满足在果蔬包装领域的应用。

发明内容

解决的技术问题：针对现有不可降解果蔬保鲜袋保鲜时效短、废弃后易造成“白色污染”，而已有的生物降解果蔬保鲜袋存在着水蒸气透过率过大、韧性不足、热封合性能不佳的缺陷，本发明提供了一种生物降解气调复合膜及其制备方法。主要解决的技术问题包括如下三个方面：1、与PLA相比，选用水蒸气透过率更佳的PLGA作为主基材，通过调整嵌段共聚单元的比例，并与多元复合改性技术相结合，制备出气体透过率可调的生物降解改性料；2、以热封合性能优异、抗穿刺效果极佳的生物降解树脂PPC为主基材，并优选超细纳米粉体作为填充，同时采用独特的无机粉体处理工艺，制备出透光率高、成本低、热封合效果优异、抗穿刺性能突出的生物降解改性料；3、设计并制备生物降解粘结材料，采用多层共挤工艺将气调层和热封层高效结合，制备出综合性能优异的生物降解气调复合膜。

技术方案：为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种生物降解气调复合膜，其特征在于，可应用于制作蔬菜、水果包装袋，由外到内依次由气调层、粘结层和热封层组成，采用多层共挤工艺制备而成。

进一步，所述的气调层由以下质量分数的原料组成：乙交酯-丙交酯共聚物(PLGA)80～90份，聚丁二酸丁二醇酯(PBS)5～15份，HK-307 0.5份，2525 5份，白油0.3份。

进一步，所述的PLGA中，重复单元-OCH₂CO-占比在20％～40％，PLGA的重均分子量(M_W)为180000～300000。通过调节所述重复单元-OCH₂CO-占比、PLGA的重均分子量区间来实现对氧气、二氧化碳和水蒸气的透过系数灵活调控。