一種聚乳酸抗氧化活性包裝材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚乳酸抗氧化活性包裝材料及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生物材料越來(lái)越頻繁的出現(xiàn)在人們的視線(xiàn)中，生物可降解和環(huán)境友好的要求，促使生物材料向智能化和多功能化方向發(fā)展。為了滿(mǎn)足食品安全、生物環(huán)保領(lǐng)域的發(fā)展需求，新的聚合物不斷被納入到生物材料的研宄范疇，新的性能也不斷被生物材料研宄者所審視，生物材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系也不斷地被重新認(rèn)識(shí)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中已有幾種可生物降解材料得到應(yīng)用，包括聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚三亞甲基碳酸酯和聚二氧雜環(huán)己酮等材料。聚乳酸(PLA)是一種以淀粉、纖維素等碳水化合物為原料，經(jīng)水解、發(fā)酵、純化和聚合而成的聚酯，其原料來(lái)源廣泛，可再生，能夠完全生物降解，具有與傳統(tǒng)聚烯烴樹(shù)脂相似的加工性能，是一種新型綠色食品包裝材料。聚乳酸有非常好的機(jī)械性能，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)到60MPa左右，主要表現(xiàn)為剛而脆，但其脆性是目前限制聚乳酸在食品包裝工業(yè)廣泛應(yīng)用的主要問(wèn)題。聚己內(nèi)酯(PCL)具有良好的生物相容性和可生物降解性，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔融溫度遠(yuǎn)低于聚乳酸，具有優(yōu)良的柔順性和加工性，被廣泛地應(yīng)用于完全可生物降解環(huán)保材料和醫(yī)用材料。聚乳酸/聚己內(nèi)酯共混物可有效改善聚乳酸包裝膜的機(jī)械性能。
[0004]隨著人們對(duì)食品安全性、感官性質(zhì)和食品品質(zhì)的不斷提尚，食品的活性包裝應(yīng)運(yùn)而生。在傳統(tǒng)方法中，抗氧化物都是直接加入食品中。而抗氧化物的添加會(huì)對(duì)食品風(fēng)味造成一定的影響?？寡趸b膜是活性包裝材料的一種，它主要以天然大分子物質(zhì)為載體，添加一定的抗氧化物而制成的薄膜。將抗氧化物質(zhì)添加到食品包裝中，制備成的具有抗氧化活性復(fù)合膜不僅可以降低抗氧化物質(zhì)對(duì)食品風(fēng)味的影響，同時(shí)可以增加復(fù)合膜的抗氧化性質(zhì)，從而可以充分發(fā)揮抗氧化物質(zhì)以及復(fù)合膜的特性，有效地延長(zhǎng)食品的貯藏期。其中，茶多酚、石榴皮提取物、迷迭香提取物或葡萄籽提取物取自于植物，具有良好的抗氧化活性，是天然抗氧化劑。
[0005]雖然國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者已有關(guān)于聚乳酸抗氧化活性包裝材料制備的報(bào)道，但是未提到過(guò)以聚乳酸/聚己內(nèi)酯共混材料為基材，添加天然抗氧化物，制備具有抗氧化活性和優(yōu)良力學(xué)性能的食品抗氧化活性包裝材料的研宄。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決目前抗氧化活性包裝材料的不足，本發(fā)明提供了一種抗氧化活性高、強(qiáng)度高、韌性好、可完全生物降解的新型聚乳酸抗氧化活性包裝材料，所述聚乳酸抗氧化活性包裝材料由基體樹(shù)脂和天然抗氧化物組成，其中基體樹(shù)脂80~100重量份、天然抗氧化物2—8重量份。
[0007]所述基體樹(shù)脂為聚乳酸和聚己內(nèi)酯的共混物，聚乳酸和聚己內(nèi)酯按重量比6:4-9:1的比例混合。
[0008]所述的天然抗氧化物為市售茶多酚、石榴皮提取物、迷迭香提取物、葡萄籽提取物中的一種。
[0009]本發(fā)明的另一目的在于提供所述聚乳酸抗氧化活性包裝材料的制備方法，將聚乳酸、聚己內(nèi)酯和天然抗氧化物混合均勻，加入雙螺桿擠出機(jī)擠出并造粒，用壓延機(jī)在150~180°C、壓力為1~3 MPa條件下制得厚度為100~250 μ m聚乳酸抗氧化活性包裝材料，時(shí)間為20~60 s ;可直接應(yīng)用于富含油脂食品的保鮮包裝。
[0010]本發(fā)明所述聚乳酸、聚己內(nèi)酯和天然抗氧化物混合物顆粒需重復(fù)熔融、擠出、造粒2~3次，使聚乳酸、聚己內(nèi)酯和天然抗氧化物三者充分混勻。
[0011]本發(fā)明所述聚乳酸為市場(chǎng)上供應(yīng)或者由乳酸經(jīng)縮聚或丙交酯開(kāi)環(huán)聚合得到，其重量平均分子量為10萬(wàn)~30萬(wàn)，含水量小于0.02%。
[0012]本發(fā)明所述聚己內(nèi)酯為市場(chǎng)上供應(yīng)或者由ε -己內(nèi)酯開(kāi)環(huán)聚合得到，其重量平均分子量為10萬(wàn)~20萬(wàn)，含水量小于0.02%ο
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)本發(fā)明制得的抗氧化活性包裝材料具有良好的加工性能，可以在傳統(tǒng)的塑料加工機(jī)械中進(jìn)行擠出、造粒，并壓延成膜；
(2)本發(fā)明所述壓延機(jī)的工作溫度控制在150~180°C，有效避免了加工溫度過(guò)高對(duì)天然抗氧化物活性的影響，保障了材料的抗氧化活性；
(3)本發(fā)明制備的抗氧化活性包裝材料具有強(qiáng)度高、韌性好的特點(diǎn)，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，材料拉伸強(qiáng)度為15~30MPa，斷裂伸長(zhǎng)率為100~180%，其中，天然抗氧化物的加入，起到良好的增塑作用，大大提高包裝材料的力學(xué)性能；與聚乳酸/聚己內(nèi)酯共混材料相比，加入天然抗氧化物的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度降低10~30%，斷裂伸長(zhǎng)率提高5~30%，能夠滿(mǎn)足一些食品包裝材料的要求，應(yīng)用范圍更加廣泛；
(4)本發(fā)明制備的抗氧化活性包裝材料具有一定的抗氧化性能，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明選用的天然抗氧化物包括茶多酚、石榴皮提取物、迷迭香提取物或葡萄籽提取物，加入聚合物共混材料后，DPPH (I, 1- 二苯基苦基苯肼)自由基清除能力為15~95%，表現(xiàn)了良好的抗氧化性能；
(5)本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，所用到原材料無(wú)毒無(wú)害，其中，聚乳酸和聚己內(nèi)酯均為可生物降解材料，天然抗氧化物包括茶多酚、石榴皮提取物、迷迭香提取物或葡萄籽提取物是從天然物質(zhì)提取得到；該活性包裝材料具有一定的抗氧化效果，并可以直接用于食品(尤其是含油脂豐富的一類(lèi)食品)的保藏，能夠生物降解，特別涉及一種具有一定的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率，具有良好抗氧化活性的新型聚乳酸抗氧化活性包裝材料。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明保護(hù)范圍不局限于所述內(nèi)容。
[0015]實(shí)施例1:本聚乳酸抗氧化活性包裝材料組成物及重量份為:基體樹(shù)脂100重量份、茶多酚2重量份，其中基體樹(shù)脂是聚乳酸(分子量10萬(wàn))和聚己內(nèi)酯(分子量10萬(wàn))按重量比6:4的比例混合制得； 上述包裝材料的制備方法如下:
(1)按重量比6: