一种淀粉基水溶性包装薄膜的研究
第３４卷第７期２００６年７月
塑料工业
ＣＨＩＮＡＰＬＡＳＴＩＣＳＩＮＤＵＳＴＲＹ
一种淀粉基水溶性包装薄膜的研究
赵琳琳。熊汉国。
（华中农业大学食品科技学院，湖北武汉４３００７０）
摘要：对一种以聚乙烯醇为主要原料的水溶性包装薄膜的制备进行了研究。由正交实验确定了最佳质量配比：氧化淀粉（Ｏ—ｓＴ）２０％、明胶５％、甘油１６％、十二烷基硫酸钠（ｓＤｓ）４％。经微波处理一定时间后，２０℃水中溶解时间为ｌＯｌｓ。通过红外进行膜的结构表征，０一Ｈ峰范围明显扩大，亲水性增加。
关键词：聚乙烯醇；氧化淀粉；明胶；微波处理；包装薄膜中图分类号：ＴＱ３２０．７２＋１
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００５—５７７０（２００６）０７—００５９一０３
ＳｔｌＩｄｙ
ｏｎ
Ｗａｔｅｒ－ｓｏｌｕｂｌｅ
ＰＶＡ－ＳｔａｒｃｈＢａｓｅｄＰａｃｋａｇｉｎｇ
Ｍｅｍｂｒａｎｅ
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（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉ．，Ｈｕａｚ｝ＩｏｎｇＡｇｄｃｕｌｔｕｒｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆ
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ｗａｔｅｒ—ｓｏｌｕｂｌｅＰＶＡ—ｓｔａｒｃｈｂａｓｅｄ
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ｍｅｍｂｒａｎｅｗａｓ
ｄｅｔｅｍｉｎｅｄｂｙｍｅａｎｓ《ｏ曲０９０ｎａｌ
ｄｅｓｉｇｌｌ：ｏｘ池ｅｄ
１０１
ｓ
ｓｔａｒｃｈ（０一ＳＴ）２０％，ｇｅｌａｔｉｎ
５％，ｇｌｙｃｅｒｉｎ１６％，ＳＤＳ４％．Ｔｈｅｓｏｌｕｔｉｏｎｔｉｍｅｉｎ２０ｑＣ
ｗａｔｅｒｗａｓ
ａｆｔｅｒｂｅｉｎｇｔｒｅａｔｅｄｂｙｍｉｃｒｏｗａＶｅ．Ｔｈｅ
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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＶＡ；ＯｘｉｄｉｚｅｄＳｔａｒｃｈ；Ｇｅｌａｔｉｎ；ＭｉｃｍｗａｖｅＴｒｅａｔｍｅｎｔ；
Ｐａｃｋａ舀ｎｇ
Ｍｅ瑚Ｉｂｒａｎｅ
聚乙烯醇（ＰｖＡ）水溶性薄膜是一种绿色环保型包装材料，广泛应用在农药、化肥、水处理剂、洗涤剂及除草剂等不宜人体接触产品的一次性包装，具有水溶速度快、无残渣等特点ＨＪ。但纯ＰｖＡ薄膜水溶性不能满足２０℃水中溶解时间≤３００ｓ的要求Ｌ２Ｊ。为提高ＰＶＡ膜的水溶性，本研究采用聚乙烯醇１７８８为主要原料，与氧化淀粉、明胶共混，并添加合适的增塑剂、消泡剂、脱膜剂，经流延法成膜，最后用微波表面处理Ｌ３ｊ。聚乙烯醇１７８８具有良好的成膜性、水溶性、乳化性及降解性，可与多种水溶性高分子聚合物共混；氧化淀粉含有较高的羧基含量，与ＰＶＡ共
化淀粉（Ｏ．ｓＴ）：工业级别，羧基含量０．３１８％，广西明阳生化科技有限公司。１．２主要仪器和设备
质构仪：’ｒＡ．ｘＴ．ＰＬｕｓ型，英国ｓＭｓ公司；红外光谱仪：ＨＭｃＨｌ２６０．１０型，美国Ｔｈｅ肿ｏ．Ｅｌｅｃｔｍｎ公司；万能拉力试验机，ｘＬ．１００Ａ型，长春试验仪器
厂。
１．３实验方法１．３．１膜的制备
称取一定量的ＰＶＡ，加入８０ｍＬ蒸馏水，８０℃水浴，完全溶解后，再加入一定量氧化淀粉的糊化液和明胶，搅拌２０～３０Ｉｌｌｉｎ。并添加一定量的消泡剂、增塑剂和脱模剂。将溶液流延在自制钢板上，于１０３℃下烘干，揭膜，用微波处理一定时间，置于干燥器中保存。
１．３．２膜的硬度的测定
采用质构测定，测定模式：ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ（压缩力）；测定参数：测前速１．０眦ｎ／ｓ，测中速２．Ｏ
ｒｎＩｎ／
混可显著提高亲水性，形成强度很高，透明度高的连
续薄膜Ｍｏ；而明胶具有良好的生物亲和性、可降解性，三者共混后可形成一种永久的物理缠绕，即网状结构，有助于提高膜的机械性能∞Ｊ。
１
１．１
实验部分
主要试剂
聚乙烯醇（ＰｖＡ）：聚合度ｌ７８８±５０，ＡＲ，国营
重庆化学试剂厂；明胶：ｃＰ，上海化学试剂公司；氧ｓ，测后速１０．０眦ｎ／ｓ；负载：Ａｕｔｏ．５９；探头：Ｐ／２Ｎ；
＊联系人０２７—６３６６５３４０
作者简介：赵琳琳，女，１９８２年生，硕士研究生，从事淀粉的改性及应用研究。
万方数据
塑料工业２００６年
平行测定３次。
１．３．３膜的水溶性的测定Ｌ６Ｊ
选取１０
ｃｍ×１０
ｃｍ，约２５肛ｍ厚的薄膜，中心标
上“＋”记号，在１Ｌ的烧杯中加入５００ｍＬ的水，保持２０℃恒温。将薄膜放在静止的水面中央，测定“＋”记号完全消失的时间。１．３．４膜的力学性能检测
采用万能拉力机ｘＬ．１００Ａ型对拉伸强度和断裂伸
长率两个指标进行检测。１．３．５膜的结构表征
用傅立叶红外变换光谱仪做膜的红外光谱。
２结果与分析
２．１增塑剂的选择
适量的增塑剂在物料混合过程中能充分渗透到淀粉颗粒之间，削弱其分子间的作用力，破坏结晶结构，使之成为无规线团状，增加与ＰＶＡ分子链缠绕
的机率［７】。增塑剂的相对分子量越低，增塑效果越好［８Ｉ。由表１可见，选用甘油作为增塑时，膜的柔软性最好，穿刺距离越长。
表１增塑剂种类对膜的硬度的影响
Ｔａｂｌ
Ｅ＆ｃｔｏｆｔｙｐｅ０ｆｐｈｓｔｉｃｉｚｅｒ
ｏｎ
ｈａｒｄｎｅｓｓｏｆｍｅＩｎｂｒａｎｅ
增塑剂硬度
聚丙二醇４００８．０００聚乙二醇４００
６．４３２
甘油
２．８４２
２．２消泡剂用量的确定
弋
寝鲁爨涎
氨基硅油质量分数／％
图１氨基硅油用量对消泡时间的影响
Ｆｉｇ１Ｅ珏．ｅｃｔｏｆａｍｉｎｏ・ｓｉｌｉｃｏｎｅｎｕｉｄｃｏｎｔｅｎｔ
ｏｎ
ｄｅｆ叫ｌｍｉｒｌｇｔｉｍｅ
ＰＶＡ的醇解度越低，表面张力越低，表面活性越
好，溶解时产生的泡沫越多；所以需加入消泡剂。本实验选用氨基硅油作消泡剂。观察不同消泡剂用量下溶液的灭泡时间，结果见图１。由图１可见，随着消泡剂用量的增加，整个曲线呈下降趋势，尤其是氨基酸钠的加入量在Ｏ一０．０ｌ％以内时，消泡效果十分显著；此后，随消泡剂添加量的继续增加，消泡效果的
万
方数据增加逐渐减缓，添加量大于０．１％后，增加消泡剂的用量已几乎不能增加消泡效果。２．３脱模剂的选择
为了能顺利揭膜，需要加入合适的脱模剂。分别比较了十二烷基硫酸钠、色拉油、液体石蜡，脱模效果见表２。由表２可见，十二烷基硫酸钠（ＳＤｓ）的
脱模效果最好。
表２脱模剂种类对脱模效果的影响
Ｔａｂ２Ｅ８ｂｃｔ
０ｆｔｙｐｅ８ｏｆｒｅｌｅａｓｅａｇｅｎｔ
ｏｎ
ｒｅｌｅａｓｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｍｅｍｂｒａｎｅ
脱模剂种类脱模效果１’
十二烷基硫酸钠
色拉油液体石蜡
注：１）“＋＋＋”好，“＋＋”较好，“＋”一般。
２．４正交实验结果分析
选择Ｏ—ＳＴ、明胶、甘油、ＳＤｓ的质量分数四个因素，每个因素设三个水平；以膜在２０℃水中的溶解
时间为评价指标，进行１９（３４）正交实验，因素水平
见表３，试验结果见表４，方差分析见表５。
表３正交实验工艺因素水平表
１铀３Ｄｅｓｉ印ｏｆ矗ｌｃｔｏｒｓ蚰ｄ
ｌｅｖｅｌｓｏｆｏｒＩｌｌｏｇｏｎ８ｌ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｍ［Ｌ９（３４）］
表４正交实验结果表
Ｔ８ｂ４Ｒｅｓｌｌｌｔ
０ｆ呲ｈｏｇｏｎａｌ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
％ｌｏｌ（２，２）＝９９．００％．∞（２，２）＝１９．００Ｆ０．１（２，２）＝９．∞
第３４卷第７期赵琳琳等：一种淀粉基水溶性包装薄膜的研究
由表５可见，０．ＳＴ和明胶的用量对水溶时间影响较大，达到显著水平，甘油和十二烷基硫酸钠的影响较小。
２．５氧化淀粉质量分数对膜的力学性能的影响
ｃ—Ｈ的面内弯曲振动和ｃ—ｃ的伸缩振动引起的碳链
特征峰；在３
５６４、１
４２０和１
０９６
ｃｍ＿１处的强吸收峰分
别是由Ｏ～Ｈ伸缩振动、ｃＨ～ＯＨ的弯曲振动和ｃ一０
的伸缩振动引起的羟基特征峰；在ＰｖＡ／０．ｓＴ／明胶共混膜的ＩＲ谱（图３中的曲线２）中，碳链特征峰位置
无太大变化，而表征ＰＶＡ的羟基峰分别位移到３
苍
＊
姒
５２７、
１
４２４和１
０９２
ｃｍ。处，原来宽而强的Ｏ—Ｈ峰变窄，
蒸
塔
共混膜中出现明胶蛋白质的特征酰胺峰（分别位于
１６５２、ｌ
５３８和６５５ｃｍ＿１处），氧化淀粉的特征峰
７３１
Ｃ＝Ｏ，Ｃ—Ｏ伸缩和Ｏ—Ｈ弯曲振动出现在１
ｃｍ＿。，１２４９
氧化淀粉质量分致／％
ｃｍ～，１加５ｃｍ＿。，这说明ＰｖＡ与明胶、
氧化淀粉分子间不是简单的共混，而是发生了分子问
图２氧化淀粉质量分数对膜的力学性能的影响
Ｆｉｇ２
氢键的相互作用；经过微波处理后共混膜的ＩＲ谱（图３中的曲线３）表明，Ｏ—Ｈ峰的范围变宽，酰胺峰的伸缩振动减弱，Ｃ—Ｈ的面内弯曲振动减弱，说明微波作用断裂了部分分子氢键，削弱了分子间作用力，使
Ｅ雎ｃｔ
ｏｆｍａｓｓｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ
ｏｆ耐ｄｉｚｅｄ
ｓｔａｒｃｈ
ｏｎ
ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ０ｆｍｅｍｂｍｎｅ
图２是氧化淀粉质量分数对膜的力学性能的影
响。由图２可见，随着氧化淀粉质量分数的增加，膜
较多的卜Ｈ峰暴露出来，增加了水溶性Ｌ３
３
Ｊ。
的拉伸强度和断裂伸长率逐渐下降。当加入量在
１５％范围以内时，下降趋势不太显著。当加入量大于２０％后，膜的断裂伸长率急剧下降，小于２２０％，拉伸强度＜８ＭＰａ，达不到水溶性薄膜的力学性能的要
结语
１）由正交实验确定了最佳配比：氧化淀粉（Ｏ．
ＳＴ）２０％、明胶５％、甘油１６％、十二烷基硫酸钠（ＳＤＳ）４％。
２）经微波处理一定时间后，２０℃水中溶解时间为１０１
ｓ。
求［２１；并且膜变脆。容易撕破。因此氧化淀粉加入量
在２０％比较合适。２．６膜的红外分析
３）通过红外进行膜的结构表征，０一Ｈ峰范围
明显扩大，亲水性增加。
参考文献
北京有机化工研究所．聚乙烯醇的性质与应用．北京：纺织工业出版社，１９７９．１８７何京．广东包装，２００４，（３）：４４
王建清，邱桂斌．包装工程，２００４，２５（２）：７
陈永胜，李新华．内蒙古民族大学学报（自然科学版），
４ＵＵＵｊＵｕｕ２ＵＵＵｌ
Ｕ叫，ＵＵ
２００３，１８（６）：５１１
张幼珠，尹桂波．塑料工业，２００４，３２（５）：３４
闻获江，张兴鹏．苏州大学学报（自然科学），２００２，１８（２）：９６
王锡臣，赵华．塑料加工，１９９９，２７（３）：３３
ＡｌｅｘｙＰ，ＢａｋｏｓＤ．ＰｏｌＹｍＴｅｓｔ，２００３，２２：８１１
波数／ｃｍｌ
图３膜的红外光（ＩＲ）谱图
Ｆｉｇ３ＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆｍｅｍｂｒａＪｌｅｓ
图３是共混膜的红外光谱（ＩＲ）图谱。在ＰｖＡ
膜的ＩＲ光谱（图３中的曲线１）中，２
８５３
９４４、１
３３０和
（本文于２００６一０３—２７收到）
ｃｍ＿１处的吸收峰分别是由ｃ—Ｈ的对称伸缩振动、
机械手在国内塑料业悄然兴起
在工资水平较低的中国，塑料制品行业尽管仍属于劳动力密集型，机械手的使用已经越来越普及。那些电子和汽车业的欧美跨国公司很早就在它们设在中国的工厂中引进了自动化生产。但现在的变化是那些分布在工业密集的华南、华东沿海地区的中国本土塑料加工厂也开始对机械手表现出越来越浓厚的兴趣，因为他们要面对工人流失率高，以及交货周期缩短带来的挑战。
万方数据
一种淀粉基水溶性包装薄膜的研究
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
赵琳琳， 熊汉国， ZHAO Lin-lin， XIONG Han-guo华中农业大学食品科技学院,湖北,武汉,430070塑料工业
CHINA PLASTICS INDUSTRY2006,34(7)1次
参考文献(8条)
1. Alexy P;Bakos D 查看详情 20032. 王锡臣;赵华 查看详情 1999(03)3. 闻获江;张兴鹏 查看详情 2002(02)
4. 张幼珠;尹桂波 聚乙烯醇/明胶共混膜的结构和性能研究[期刊论文]-塑料工业 2004(05)
5. 陈永胜;李新华 玉米氧化淀粉的制备及性能研究[期刊论文]-内蒙古民族大学学报(自然科学版) 2003(06)6. 王建清;邱桂斌 微波处理对塑料薄膜包装材料阻隔性能影响的研究[期刊论文]-包装工程 2004(02)7. 何京 查看详情 2004(03)
8. 北京有机化工研究所 聚乙烯醇的性质与应用 1979
引证文献(1条)
1. 余华. 吴龙奇. 刘彩凤 水溶性聚乙烯醇薄膜的研究进展[期刊论文]-材料导报 2009(z2)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_slgy200607018.aspx