超疏水淀粉复合膜及其制备方法和应用

本发明涉及食品包装材料，特别涉及一种超疏水淀粉复合膜及其制备方法和应用。

背景技术：

1、随着人们对食品安全和环境保护意识的不断增强，食品包装材料的研究正朝着绿色、环保的方向发展。传统的塑料包装材料由于不可降解，在环境中造成长期的污染，引发了全球范围内对替代品的探索。在此背景下，生物降解的食品包装材料引起了广泛关注，其中淀粉因其来源丰富、成本低廉和可降解性而备受青睐。然而，传统的淀粉基薄膜存在一些明显的缺陷，如机械强度较差、耐水性不足以及抗氧化性较弱，使得其在食品包装中的应用受到限制。为了增强薄膜的机械性能和阻隔性能，研究者尝试在淀粉薄膜中添加各种纳米材料和疏水剂。

2、然而，这些改性工艺往往工序复杂、成本较高，难以实现大规模生产。开发一种高效、经济的方法以提升淀粉薄膜的疏水性和机械性能显得尤为重要。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种超疏水淀粉复合膜及其制备方法和应用，旨在简化超疏水淀粉复合膜的生产工艺同时提升淀粉薄膜的疏水性和机械性能。

2、为实现上述目的，本发明提出一种超疏水淀粉复合膜的制备方法，包括以下步骤：

3、提供淀粉基膜；

4、提提供二氧化硅分散液和棕榈蜡溶液，将二氧化硅分散液和棕榈蜡溶液混合，得疏水喷涂液；

5、将疏水喷涂液喷涂于所述淀粉基膜，得超疏水淀粉复合膜。

6、在一实施例中，提供二氧化硅分散液和棕榈蜡溶液，将二氧化硅分散液和棕榈蜡溶液混合，得疏水喷涂液的步骤包括以下步骤：

7、提供第一二氧化硅颗粒及第二二氧化硅颗粒，将第一二氧化硅颗粒、第二二氧化硅颗粒及有机溶剂混合，超声分散，得二氧化硅分散液；

8、将有机溶剂及棕榈蜡混合后，与所述二氧化硅分散液混合，得疏水喷涂液；

9、其中，所述第一二氧化硅颗粒的粒径大于所述第二二氧化硅颗粒的粒径。

10、在一实施例中，疏水喷涂液中，二氧化硅的质量浓度为0.5～2g/l，棕榈蜡的的质量浓度为0.5～2g/l。

11、在一实施例中，提所述第一二氧化硅颗粒的粒径为50～70nm，所述第二二氧化硅颗粒的粒径为80～100nm。

12、在一实施例中，第一二氧化硅颗粒与第二二氧化硅颗粒的质量比为4:(1～16)。

13、在一实施例中，将疏水喷涂液喷涂于所述淀粉基膜的步骤中，喷涂次数为10～25次；和/或，

14、喷涂距离为10～30cm。

15、在一实施例中，提供淀粉基膜的步骤中，采用热压成膜技术或静电纺丝成膜技术制得淀粉基膜。

16、在一实施例中，提供淀粉基膜的步骤，包括以下步骤：

17、提供淀粉、壳聚糖季铵盐溶液、单宁酸溶液及增塑剂，混合后热压成膜，得淀粉基膜；

18、其中，所述增塑剂包括甘油。

19、本发明还提出一种超疏水淀粉复合膜，所述超疏水淀粉复合膜按如前述的超疏水淀粉复合膜的制备方法制备得到。

20、本发明还提出一种超疏水淀粉复合膜在食品包装材料中的应用，所述超疏水淀粉复合膜包括如前述的超疏水淀粉复合膜。

21、本发明的技术方案通过将二氧化硅纳米颗粒和棕榈蜡混合溶液直接喷涂到淀粉复合膜表面，形成具有超疏水性能的薄膜，喷涂工艺简单高效，将纳米颗粒与蜡层均匀覆盖在薄膜表面，不需要复杂的预处理或多步骤制备，提高了生产效率，提高淀粉复合膜的疏水性，同时疏水涂层能够降低水蒸气和二氧化碳的透过率，能够在食品包装领域中应用，扩大超疏水淀粉复合膜的应用范围。

技术特征：

1.一种超疏水淀粉复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的超疏水淀粉复合膜的制备方法，其特征在于，提供二氧化硅分散液和棕榈蜡溶液，将二氧化硅分散液和棕榈蜡溶液混合，得疏水喷涂液的步骤包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的超疏水淀粉复合膜的制备方法，其特征在于，疏水喷涂液中，二氧化硅的质量浓度为0.5～2g/l，棕榈蜡的的质量浓度为0.5～2g/l。

4.如权利要求2所述的超疏水淀粉复合膜的制备方法，其特征在于，所述第一二氧化硅颗粒的粒径为50～70nm，所述第二二氧化硅颗粒的粒径为80～100nm。

5.如权利要求2所述的超疏水淀粉复合膜的制备方法，其特征在于，第一二氧化硅颗粒与第二二氧化硅颗粒的质量比为4:(1～16)。

6.如权利要求1所述的超疏水淀粉复合膜的制备方法，其特征在于，将疏水喷涂液喷涂于所述淀粉基膜的步骤中，喷涂次数为10～25次；和/或，

7.如权利要求1所述的超疏水淀粉复合膜的制备方法，其特征在于，提供淀粉基膜的步骤中，采用热压成膜技术或静电纺丝成膜技术制得淀粉基膜。

8.如权利要求1所述的超疏水淀粉复合膜的制备方法，其特征在于，提供淀粉基膜的步骤，包括以下步骤：

9.一种超疏水淀粉复合膜，其特征在于，所述超疏水淀粉复合膜按如权利要求1至8任一项所述的超疏水淀粉复合膜的制备方法制备得到。

10.一种超疏水淀粉复合膜在食品包装材料中的应用，其特征在于，所述超疏水淀粉复合膜包括如权利要求9所述的超疏水淀粉复合膜。

技术总结
本发明提出一种超疏水淀粉复合膜及其制备方法和应用，涉及食品包装材料技术领域，其中，超疏水淀粉复合膜的制备方法包括以下步骤：提供淀粉基膜；提供二氧化硅分散液和棕榈蜡溶液，将二氧化硅分散液和棕榈蜡溶液混合，得疏水喷涂液；将疏水喷涂液喷涂于淀粉基膜，得超疏水淀粉复合膜。本发明的技术方案通过将二氧化硅纳米颗粒和棕榈蜡混合溶液直接喷涂到淀粉复合膜表面，形成具有超疏水性能的薄膜，喷涂工艺简单高效，将纳米颗粒与蜡层均匀覆盖在薄膜表面，不需要复杂的预处理或多步骤制备，提高了生产效率，提高淀粉复合膜的疏水性，同时疏水涂层能够降低水蒸气和二氧化碳的透过率，能够在食品包装领域中应用，扩大超疏水淀粉复合膜的应用范围。

技术研发人员：蔡杰,谢芳,秦志琴,冯晓芳
受保护的技术使用者：武汉轻工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/27