【摘 要】
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目前用于食品包装的大多数材料都是来源于石油,聚合而成的石油基材料都是不可降解的,对环境的影响会越来越明显,加之石油属于不可再生资源,此类自然资源的日益枯竭,在一定程度上限制了食品包装行业的发展。聚乳酸(PLA)是一种可生物降解的热塑性聚酯,由可再生原料制备而得,因此环保无毒、降解速度快、耐高温,具有许多石油基塑料所不具有的优良性能,应用前景非常广阔,但由于PLA存在脆性差,需要对其进行增韧改性。杜
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目前用于食品包装的大多数材料都是来源于石油,聚合而成的石油基材料都是不可降解的,对环境的影响会越来越明显,加之石油属于不可再生资源,此类自然资源的日益枯竭,在一定程度上限制了食品包装行业的发展。聚乳酸(PLA)是一种可生物降解的热塑性聚酯,由可再生原料制备而得,因此环保无毒、降解速度快、耐高温,具有许多石油基塑料所不具有的优良性能,应用前景非常广阔,但由于PLA存在脆性差,需要对其进行增韧改性。杜仲胶(EUG)是一种重要的生物聚合物,由于其具有优异的物理化学性能,如良好的橡塑双重特性、可降解性、优良的加工性及共混性,一直受到各行各业的关注。因此,本文将EUG与PLA混合制成复合薄膜,并且探究了添加不同抗菌剂(无机/有机)对复合薄膜的抗菌活性,探讨不同抗菌剂在不同反应条件下对复合薄膜的抗菌性能研究。主要内容如下:(1)首先从杜仲籽中提取得到纯杜仲胶(EUG),并用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和核磁共振波谱(NMR)对EUG进行结构表征,结果表明其为反式聚异戊二烯。另外,提出一种快速、简便的溶液浇铸法制备EUG/PLA复合薄膜,并对其物理性能进行表征,FT-IR分析表明,复合薄膜的EUG和PLA的形成是一个物理共混过程。在DSC热分析中,复合薄膜都有两个玻璃化转变,分别是属于EUG、PLA的Tg。由于EUG与PLA之间的相互作用,复合薄膜热稳定性得到提高,结晶度也得到了改善,且复合薄膜的阻隔性和疏水性都得到了提高。由于EUG和PLA都是可降解的,所以本研究为制备可降解、强韧性高分子材料提供了一种创新的方法,上述结果表明,所研制的EUG/PLA复合薄膜在包装领域有广泛的应用前景。(2)抗菌活性包装通过为微生物提供恶劣的环境,可以有效地延缓食品腐败。通过对不同组分的复合薄膜性能比较,选取EUG/PLA配比为0.7/0.3(30%PLA)进行后续实验,将无机抗菌剂纳米二氧化钛(Ti O2NPs)负载到0.7/0.3(30%PLA)复合薄膜,探讨了不同Ti O2NPs含量下复合薄膜的物理性能及抗菌性能。随着Ti O2NPs含量的增加,复合薄膜的热稳定性能、结晶性能、疏水性能以及力学性能均下降,采用抑菌圈测试结果表明:添加Ti O2NPs的复合薄膜无明显抗菌效果。(3)在此基础上添加了有机抗菌剂百里酚,百里酚的添加提高了复合薄膜的热稳定性,但使得EUG的结晶度降低,其他如疏水性能、力学性能也有一些降低,其中拉伸强度与断裂伸长率分别降低了14%、25%。并且探讨了不同抗菌剂含量和不同反应温度下复合薄膜的抗菌性能,采用抑菌圈测试结果表面:未添加抗菌剂的复合薄膜无抗菌性能,而55℃的反应温度会使得百里酚加速挥发,使其负载到复合薄膜的量减少,因此对复合薄膜无明显抗菌效果。最佳反应条件为25℃,复合薄膜抗菌效果明显。因此,抗菌复合薄膜有良好的生物活性和物理性能,显示出其作为食品活性包装材料的巨大潜力。
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