Подготовка и свойства гидроксипропилметилцеллюлозы

Гидроксипропиловая метилцеллюлоза(HPMC)-это естественный полимерный материал с обильными ресурсами, возобновляемыми и хорошими растворимостью воды и пленкой. Это идеальное сырье для приготовления водорастворимых упаковочных пленок.

Растворимый упаковочный пленку-это новый тип зеленого материала, который уделял обширное внимание в Европе, в Соединенных Штатах и ​​других странах. Это не только безопасно и удобно в использовании, но и решает проблему утилизации упаковки отходов. В настоящее время водорастворимые пленки в основном используют материалы на основе нефти, такие как поливиниловый спирт и полиэтиленоксид в качестве сырья. Петролеум является невозобновляемым ресурсом, и крупномасштабное использование приведет к нехватке ресурсов. Существуют также растворимые в воде пленки, использующие натуральные вещества, такие как крахмал и белок в качестве сырья, но эти растворимые в воде пленки обладают плохими механическими свойствами. В этой статье новый тип водорастворимой упаковочной пленки был приготовлен методом формирования пленки раствора с использованием гидроксипропилметилцеллюлозы в качестве сырья. Обсуждали эффекты концентрации пленки пленки HPMC и температуры формирования пленки на прочность на растяжение, удлинение при перерыве, пропускание легких и растворимость воды водорастворимых упаковочных пленок HPMC. Глицерин, сорбит и глутаральдегид использовали дополнительно улучшить характеристики водорастворимой упаковочной пленки HPMC. Наконец, чтобы расширить применение водорастворимой упаковочной пленки HPMC в упаковке пищевых продуктов, для улучшения антиоксидантных свойств HPMC был использован антиоксидант листьев листьев (AOB). Основные выводы заключаются в следующем:

(1) При увеличении концентрации HPMC прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленок HPMC увеличивались, в то время как пропускание света уменьшалась. Когда концентрация HPMC составляет 5%, а температура формирования пленки составляет 50 ° C, комплексные свойства пленки HPMC лучше. В настоящее время прочность на растяжение составляет около 116 МПа, удлинение при перерыве составляет около 31%, пропускание света составляет 90%, а время распада воды составляет 55 минут.

(2) Пластилизаторы глицерина и сорбита улучшали механические свойства пленок HPMC, что значительно увеличило их удлинение при перерыве. Когда содержание глицерина составляет от 0,05%до 0,25%, эффект является лучшим, а удлинение при разрыве водорастворимой упаковочной пленки HPMC достигает около 50%; Когда содержание сорбита составляет 0,15%, удлинение при разрыве увеличивается до 45% или около того. После того, как водорастворимая упаковочная пленка HPMC была модифицирована глицерином и сорбитолом, прочность на растяжение и оптические свойства снизились, но снижение не было значительным.

(3) Инфракрасная спектроскопия (FTIR) глютаральдегид-переселенной пленки HPMC, растворимая в воде, показала, что глутаральдегид сшил с пленкой, уменьшая воду из водного растворяемости пленки с водой HPMC. Когда добавление глутаральдегида составляло 0,25%, механические свойства и оптические свойства пленок достигли оптимального. Когда добавление глутаральдегида составляло 0,44%, время распада воды достигло 135 минут.

(4) Добавление соответствующего количества AOB к водорастворимому водопроводному пленке для HPMC раствор пленки может улучшить антиоксидантные свойства пленки. Когда было добавлено 0,03% AOB, пленка AOB/HPMC имела скорость поглощения около 89% для свободных радикалов DPPH, а эффективность утилизации была лучшей, что на 61% выше, чем у пленки HPMC без AOB, и растворимость водой также значительно улучшилась.

Ключевые слова: водорастворимая упаковочная пленка; гидроксипропилметилцеллюлоза; пластификатор; сшивая агент; антиоксидант.

Оглавление

Краткое содержание…………………………………………. …………………………………………………………………………………………… .i

Аннотация ………………………………………………………………………………………………………………………………… ii

Оглавление…………………………………………. ……………………………………………………………………………

Глава первая введение …………………………………………. ………………………………………………… …………… ..1

1.1Water- Растворимая пленка …………………………………………………………………………………………………………… .1 .1

1.1.1поливиниловый спирт (PVA) водорастворимая пленка ……………………………………………………………… 1

1.1.2полиэтиленоксид (PEO) водорастворимая пленка …………………………………………… ………… ..2

1.1.3 на основе на основе растворимой в воде пленки …………………………………………………………………………………… .2

1.1.4.

1.2 Гидроксипропиловая метилцеллюлоза ……………………………………………… .. ……………………………………… 3

1.2.1 Структура гидроксипропилметилцеллюлозы ……………………………………………………… .3 .3

1.2.2 Растворимость гидроксипропилцеллюлозы гидроксипропилцеллюлозы …………………………………………… ………… 4

1.2.3 Пленочные свойства гидроксипропиловой метилцеллюлозы ……………………………………… .4 .4

1.3 Модификация пластификации гидроксипропиловой метилцеллюлозной пленки ……………………………… ..4

1.4 Модификация сшивки гидроксипропилметилцеллюлозной пленки ……………………………… .5 .5

1.5 Антиоксидативные свойства гидроксипропиловой метилцеллюлозной пленки ……………………………………. 5

1.6 Предложение по теме ………………………………………………………………. ………………………………………… .7

1.7 Контент исследования …………………………………………… ……………………………………………………………… ..7

Глава 2 Приготовление и свойства гидроксипропилметиловой целлюлозы водорастворимой упаковочной пленки ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… .8

2.1 Введение …………………………………………… ……………………………………………………………………………. 8

2.2 Экспериментальный раздел ………………………………………………………………. …………………………………………… .8

2.2.1 Экспериментальные материалы и инструменты ………………………………………………………………. ……… ..8

2.2.2 Подготовка образца …………………………………………………………………………………………………… ..9

2.2.3 Характеристика и тестирование производительности ……………………………………… .. ……………………… .9 .9 .9 .9.

2.2.4 Обработка данных ……………………………………………. ………………………………………………………………… 10

2.3 Результаты и обсуждение …………………………………………………………………………………………………… 10 10

2.3.1. Влияние концентрации пленки-образующегося раствора на тонкие пленки HPMC …………………………… .. ………………………………………………………………………………………………………………. 10

2.3.2 Влияние температуры формирования пленки на тонкие пленки HPMC …………………………………………………………………………………………………………………………………………… ..13

2.4 Резюме главы …………………………………………………………………………………… .. 16

Глава 3 Влияние пластификатора на водорастворимые упаковочные пленки HPMC …………………………………………………………………… ..17

3.1 Введение ……………………………………………………………………………………………………………… 17

3.2 Экспериментальный раздел …………………………………………………………………………………………………………… ..17

3.2.1 Экспериментальные материалы и инструменты ……………………………………………………………………… 17

3.2.2 Подготовка образца ………………………………………………………………………… 18

3.2.3 Характеристика и тестирование производительности ……………………………………… .. …………………… .18.

3.2.4 Обработка данных …………………………………………………………. ……………………………………… ..19

3.3 Результаты и обсуждение ……………………………………………………………………………………… 19 19

3.3.1 Влияние глицерина и сорбита на инфракрасный спектр поглощения тонких пленок HPMC ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3.3.2 Влияние глицерина и сорбитола на рентгеновские узоры тонких пленок HPMC ……………………………………………………………………………………………………………………………… ..20

3.3.3 Влияние глицерина и сорбитола на механические свойства тонких пленок HPMC ………………………………………………………………………………………………………………………………… .21

3.3.4 Влияние глицерина и сорбитола на оптические свойства фильмов HPMC ………………………………………………………………………………………………………………………………… 22

3.3.5 Влияние глицерина и сорбитола на растворимость водой пленок HPMC ………. 23

3.4 Резюме главы ………………………………………………………………………………………………… ..24

Глава 4 Влияние сшивающих агентов на водорастворимые упаковочные пленки HPMC …………………………………………………………………………………………………………………………………… 25

4.1 Введение ……………………………………………………………………………………………………………. 25

4.2 Экспериментальный раздел …………………………………………………………………………………………… 25

4.2.1 Экспериментальные материалы и инструменты ……………………………………………………… 25

4.2.2 Подготовка образца ………………………………………………………………………………… ..26

4.2.3 Характеристика и тестирование производительности ……………………………………… .. ………… .26

4.2.4 Обработка данных ………………………………………………………………. ……………………………………… .. 26

4.3 Результаты и обсуждение ……………………………………………………………… ………………………………… 27

4.3.1 Инфракрасный спектр поглощения глютаральдегид-кроссовых тонких пленок HPMC …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

4.3.2 рентгенограммы тонких пленок глютаральдегида сшитого HPMC ………………………… ..27

4.3.3 Влияние глутаральдегида на растворимость водой пленок HPMC ………………… ..28

4.3.4 Влияние глутаральдегида на механические свойства тонких пленок HPMC… 29

4.3.5 Влияние глутаральдегида на оптические свойства фильмов HPMC ………………… 29

4.4 Резюме главы …………………………………………………………………………………… .. 30

Глава 5 Натуральная антиоксидантная HPMC водорастворимая упаковочная пленка ………………………… ..31

5.1 Введение ……………………………………………………………………………………………………………………… 31

5.2 Экспериментальный раздел ………………………………………………………………………………………………………… 31

5.2.1 Экспериментальные материалы и экспериментальные инструменты ………………………………………………… 31

5.2.2 Подготовка образца ………………………………………………………………………………………………… .32

5.2.3 Характеристика и тестирование производительности ……………………………………… .. ……………………… 32

5.2.4 Обработка данных …………………………………………………………. ……………………………………………………… 33

5.3 Результаты и анализ …………………………………………… …………………………………………………………… .33

5.3.1 FT-IR-анализ ……………………………………………………………………………………………………… 33

5.3.2 Анализ XRD …………………………………………………………………………………………………… ..34

5.3.3 Антиоксидантные свойства …………………………………………………………………………………………… 34

5.3.4 Растворимость воды ………………………………………………………………………………………………………… .35

5.3.5 Механические свойства …………………………………………………………………………………………… ..36

5.3.6 Оптическая производительность ………………………………………………… ………………………………………… 37

5.4 Резюме главы …………………………………………………………………………………………………… .37

Глава 6 Заключение ………………………………………………………………. …………………………………… ..39

Список литературы ………………………………………………………………………………………………………………………… 40

Результаты исследований во время исследований получения степени ……………………………………………………………………… ..44

Благодарности …………………………………………… …………………………………………………………… .46

Глава первая введение

В качестве нового зеленого материала упаковки, водорастворимая упаковочная пленка широко использовалась в упаковке различных продуктов в зарубежных странах (таких как Соединенные Штаты, Япония, Франция и т. Д.) [1]. Растворимая в воде, как следует из названия, представляет собой пластиковую пленку, которую можно растворить в воде. Он изготовлен из водорастворимых полимерных материалов, которые могут растворяться в воде и готовится конкретным процессом образования пленок. Благодаря своим специальным свойствам, он очень подходит для людей, чтобы упаковать. Поэтому все больше и больше исследователей начали обращать внимание на требования защиты окружающей среды и удобства [2].

1.1 водорастворимая пленка

В настоящее время растворимые в воде пленки представляют собой в основном водорастворимые пленки с использованием материалов на основе нефти, таких как поливиниловый спирт и полиэтиленоксид в качестве сырья, и водорастворимые пленки с использованием натуральных веществ, таких как крахмал и белок в качестве сырья.

1.1.1 поливиниловый спирт (PVA) водорастворимая пленка

В настоящее время наиболее широко используемыми водными фильмами в мире являются в основном водорастворимые пленки PVA. PVA является виниловым полимером, который может использоваться бактериями в качестве источника углерода и источника энергии, и может быть разложен в действии бактерий и ферментов [3]], что относится к своего рода биоразлагаемому полимерному материалу с низкой ценой, превосходной нефтяной устойчивостью, устойчивостью к растворителям и газовыми барьерами [4]. PVA Film обладает хорошими механическими свойствами, сильной адаптивностью и хорошей защитой окружающей среды. Он широко использовался и имеет высокую степень коммерциализации. Это, безусловно, самая широко используемая и самая большая водорастворимая упаковочная пленка на рынке [5]. PVA обладает хорошей деградацией и может быть разложена микроорганизмами для генерации CO2 и H2O в почве [6]. Большинство исследований по водорастворимым пленкам теперь состоит в том, чтобы изменить и смешать их, чтобы получить лучшие водорастворимые пленки. Zhao Linlin, Xiong Hanguo [7] изучил приготовление водорастворимой упаковочной пленки с PVA в качестве основного сырья и определил оптимальное соотношение массы с помощью ортогонального эксперимента: окисляемый крахмал (O-ST) 20%, желатин 5%, глицерин 16%, додецилил-сулфат (SDS) 4%. После микроволновой сушки полученной пленки, водорастворимое время в воде при комнатной температуре составляет 101 с.

Судя по текущей исследовательской ситуации, PVA Film широко используется, низкая стоимость и превосходно в различных свойствах. Это самый идеальный водорастворимый упаковочный материал в настоящее время. Однако, как материал на основе нефти, PVA является невозобновляемым ресурсом, и его процесс производства сырья может быть загрязнен. Хотя Соединенные Штаты, Япония и другие страны перечислили его как нетоксичное вещество, его безопасность все еще открыта для вопросов. Как вдыхание, так и проглатывание вредны для организма [8], и его нельзя назвать полной зеленой химией.

1.1.2.

Полиэтиленоксид, также известный как полиэтиленоксид, представляет собой термопластичный, растворимый в воде полимер, который можно смешать с водой в любом соотношении при комнатной температуре [9]. Структурная формула полиэтиленового оксида представляет собой H-(-OCH2CH2-) N-OH, и его относительная молекулярная масса будет влиять на ее структуру. Когда молекулярная масса находится в диапазоне 200 ~ 20000, его называют полиэтиленгликолем (ПЭГ), а молекулярную массу больше 20 000 можно назвать полиэтиленоксидом (PEO) [10]. PEO представляет собой белый протекаемый гранулированный порошок, который легко обрабатывать и форму. Пленки PEO обычно готовятся путем добавления пластификаторов, стабилизаторов и наполнителей в смолы PEO посредством термопластичной обработки [11].

Пленка PEO-это растворимая в воде пленку с хорошей растворимостью воды в настоящее время, и ее механические свойства также являются хорошими, но PEO обладает относительно стабильными свойствами, относительно сложными условиями деградации и процессом медленного деградации, что оказывает определенное влияние на окружающую среду, и большинство ее основных функций могут быть использованы. Альтернатива PVA Film [12]. Кроме того, PEO также обладает определенной токсичностью, поэтому она редко используется в упаковке продукта [13].

1.1.3.

Крахмал является естественным высокомолекулярным полимером, и его молекулы содержат большое количество гидроксильных групп, поэтому между молекулами крахмала существует сильное взаимодействие, так что крахмал трудно таять и процесс, а совместимость крахмала плохая, и трудно взаимодействовать с другими полимерами. обрабатывается вместе [14,15]. Растворимость крахмала в воде плохая, и для набухания в холодной воде требуется много времени, поэтому модифицированный крахмал, то есть водорастворимый крахмал, часто используется для приготовления водорастворимых пленок. Как правило, крахмал химически модифицируется такими методами, как этерификация, эфиризация, прививка и сшивание, чтобы изменить исходную структуру крахмала, тем самым улучшая воду из крахмала [7,16].

Введите эфирные связи в группы крахмала с помощью химических средств или используйте сильные окислители, чтобы разрушить внутреннюю молекулярную структуру крахмала для получения модифицированного крахмала с лучшей производительностью [17], и для получения водорастворимого крахмала с лучшими формами пленки. Однако при низкой температуре пленка крахмала обладает чрезвычайно плохими механическими свойствами и плохой прозрачностью, поэтому в большинстве случаев ее необходимо подготовить путем смешивания с другими материалами, такими как PVA, и фактическое значение использования не высока.

1.1.4 на основе белка водорастворимой тонкой

Белок является биологически активным природным макромолекулярным веществом, содержащимся у животных и растений. Поскольку большинство белковых веществ не растворимы в воде при комнатной температуре, необходимо решить растворимость белков в воде при комнатной температуре для приготовления водорастворимых пленок с белками в качестве материалов. Чтобы улучшить растворимость белков, их необходимо модифицировать. Общие методы химической модификации включают дефталимирование, фталоамидацию, фосфорилирование и т. Д. [18]; Влияние модификации состоит в том, чтобы изменить структуру ткани белка, тем самым увеличивая растворимость, гелеобразование, функциональные возможности, такие как поглощение воды и стабильность, отвечают потребностям производства и обработки. Растворимые в воде на основе белка могут быть произведены с использованием сельскохозяйственных и боковых продуктов, таких как волосатость животных в качестве сырья, или специализируясь на производстве высоких белковых растений для получения сырья без необходимости в нефтехимической промышленности, а материалы являются возобновляемыми и оказывают меньшее влияние на окружающую среду [19]. Тем не менее, водорастворимые пленки, полученные тем же белком, что и матрица, имеют плохие механические свойства и низкую растворимость воды при низкой температуре или в комнатной температуре, поэтому их диапазон применения узкий.

Подводя итог, значит разработать новый, возобновляемый, растворимый в воде упаковочный пленку с превосходными характеристиками, чтобы улучшить недостатки современных водорастворимые пленки.

Гидроксипропиловая метиловая целлюлоза (гидроксипропиловая целлюлоза, HPMC для короткометражных) является естественным полимерным материалом, не только богатым ресурсами, но также нетоксичным, безвредным, недорогим, не конкурирующим с людьми за пищу, и обильным возобновляемым ресурсом в природе [20]]. Он обладает хорошей растворимостью воды и формирующими свойствами пленки и имеет условия для приготовления водорастворимых упаковочных пленок.

1.2 Гидроксипропиловая метилцеллюлоза

Гидроксипропиловая метилцеллюлоза (гидроксипропиловая целлюлоза, HPMC в течение коротких), также сокращается в виде гипромеллозы, получают из природной целлюлозы посредством лечения щелочной, модификации этерификации, реакции нейтрализации, процессов промысла и сушки. Водорастворимое производное целлюлозы [21]. Гидроксипропиловая метилцеллюлоза имеет следующие характеристики:

(1) обильные и возобновляемые источники. Сырье гидроксипропиловой метилцеллюлозы является наиболее распространенной натуральной целлюлозой на Земле, которая принадлежит органическим возобновляемым ресурсам.

(2) Экологически чистый и биоразлагаемый. Гидроксипропиловая метилцеллюлоза нетоксична и безвредна для человеческого тела и может использоваться в медицине и пищевой промышленности.

(3) Широкий диапазон использования. В качестве водорастворимого полимерного материала гидроксипропиловая метилцеллюлоза обладает хорошей растворимостью, дисперсией, утолщением, задержкой воды и пленкой, и может широко использоваться в строительных материалах, текстиле и т. Д., Ежедневные химические вещества, покрытия и электроники и другие промышленные сферы [21].

1.2.1 Структура гидроксипропиловой метилцеллюлозы

HPMC получается из натуральной целлюлозы после щелочи, а часть его полигидроксипропилового эфира и метила этерифицируется пропиленоксидом и метилхлоридом. Общая коммерциализованная степень замены метила HPMC варьируется от 1,0 до 2,0, а средняя степень замены гидроксипропила варьируется от 0,1 до 1,0. Его молекулярная формула показана на рисунке 1.1 [22]

Из -за сильной водородной связи между натуральными целлюлозными макромолекулами трудно раствориться в воде. Растворимость этерифицированной целлюлозы в воде значительно улучшается, поскольку эфирные группы вводятся в этерифицированную целлюлозу, которая разрушает водородные связи между молекулами целлюлозы и увеличивает ее растворимость в воде [23]]. Hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) is a typical hydroxyalkyl alkyl mixed ether [21], its structural unit D-glucopyranose residue contains methoxy (-OCH3), hydroxypropoxy (-OCH2 CH-(CH3 ) n OH) and unreacted hydroxyl groups, the performance of cellulose mixed ethers is a comprehensive reflection of координация и вклад каждой группы. -[OCH2CH (CH3)] N OH Гидроксильная группа в конце группы N OH представляет собой активную группу, которая может быть дополнительно алкилированной и гидроксиалкилизированной, а разветвленная цепь длиннее, что оказывает определенное внутреннее пластизирующее влияние на макромолекулярную цепь; -Och3-это группа с конечным капиталом, сайт реакции будет инактивирован после замены, и он принадлежит к короткоструктурированной гидрофобной группе [21]. Гидроксильные группы на недавно добавленной ветвей цепи и гидроксильные группы, оставшиеся на остатках глюкозы, могут быть изменены вышеуказанными группами, что приводит к чрезвычайно сложным структурам и регулируемым свойствам в пределах определенного диапазона энергии [24].

1.2.2 Растворимость воды гидроксипропилцеллюлозы

Гидроксипропиловая метилцеллюлоза обладает множеством превосходных свойств благодаря своей уникальной структуре, наиболее заметной из которых является растворимость в воде. Он раздувается в коллоидном растворе в холодной воде, а раствор обладает определенной поверхностной активностью, высокой прозрачностью и стабильной производительностью [21]. Гидроксипропиловая метилцеллюлоза на самом деле является целлюлозной эфиром, полученным после метилцеллюлозы, модифицируется путем эфирификации пропиленоксида, поэтому он все еще имеет характеристики растворимости холодной воды и нераствования горячей воды, сходную с метилцеллюлозой [21], и ее растворимость воды в воде была улучшена. Метиловая целлюлоза должна быть размещена при от 0 до 5 ° C в течение 20-40 минут для получения раствора продукта с хорошей прозрачностью и стабильной вязкостью [25]. Раствор гидроксипропилового метилцеллюлозного продукта должен быть только при 20-25 ° C для достижения хорошей стабильности и хорошей прозрачности [25]. Например, пульверированная гидроксипропиловая метилцеллюлоза (гранулярная форма 0,2-0,5 мм) может быть легко растворена в воде при комнатной температуре без охлаждения, когда вязкость 4% водного раствора достигает 2000 Сантипуза при 20 ° C.

1.2.3 Пленочные свойства гидроксипропиловой метилцеллюлозы

Раствор гидроксипропилметилцеллюлозы обладает отличными пленками, которые могут обеспечить хорошие условия для покрытия фармацевтических препаратов. Пленка с покрытием, сформированная его бесцветной, без запаха, жесткой и прозрачной [21].

Ян Янчхон [26] использовал ортогональный тест для исследования пленки, образующих свойства гидроксипропилметилцеллюлозы. Скрининг проводился на трех уровнях с различными концентрациями и различными растворителями в качестве факторов. Результаты показали, что добавление 10% гидроксипропиловой метилцеллюлозы в 50% раствор этанола имел лучшие пленки, образующие свойства, и их можно было использовать в качестве пленки для материала для лекарственных пленок с постоянным высвобождением.

1.1 Модификация пластификации гидроксипропиловой пленки

В качестве естественного возобновляемого ресурса пленка, приготовленная из целлюлозы в качестве сырья, обладает хорошей стабильностью и обработкой и является биоразлагаемой после отбрасывания, что безвредно для окружающей среды. Тем не менее, непластифицированные целлюлозные пленки имеют плохую вязкость, а целлюлоза может быть пластифицирована и модифицирована.

[27] использовали триэтилцитрат и ацетилтетрабутилцитрат для пластификации и модификации ацетата целлюлозы. Результаты показали, что удлинение при разрыве ацетатной пленки целлюлозы было увеличено на 36% и 50%, когда массовая фракция триэтилцитрата и ацетилтетрабутилового цитрата составляла 10%.

Luo Qiushui и др. [28] изучали влияние пластификатора глицерина, стеариновой кислоты и глюкозы на механические свойства метилцеллюлозных мембран. Результаты показали, что скорость удлинения метил целлюлозной мембраны была лучше, когда содержание глицерина составляло 1,5%, а соотношение удлинения метил целлюлозной мембраны было лучше, когда содержание добавления глюкозы и стеариновой кислоты составляло 0,5%.

Глицерин представляет собой бесцветную, сладкую, чистую, вязкую жидкость с теплым сладким вкусом, обычно известным как глицерин. Подходит для анализа водных растворов, смягчителей, пластификаторов и т. Д. Его можно растворить водой в любой пропорции, а раствор глицерина с низким концентрацией может использоваться в качестве смазочного масла для увлажнения кожи. Сорбит, белый гигроскопический порошок или кристаллический порошок, хлопья или гранулы, без запаха. Он имеет функции поглощения влаги и удержания воды. Добавление немного в производство жевательной резинки и конфет может сохранить мягкую пищу, улучшить организацию и уменьшить упрочнение и играть роль песка. Глицерин и сорбитол являются водными растворимыми веществами, которые можно смешать с водорастворимыми эфирами целлюлозы [23]. Их можно использовать в качестве пластификатора для целлюлозы. После добавления они могут повысить гибкость и удлинение при разрыве пленок целлюлозы. [29]. Как правило, концентрация раствора составляет 2-5%, а количество пластификатора составляет 10-20% целлюлозного эфира. Если содержание пластификатора слишком высок, феномен усадки коллоидного дегидратации будет происходить при высокой температуре [30].

1.2 Модификация сшивания гидроксипропиловой пленки

Водорастворимая пленка имеет хорошую растворимость воды, но не ожидается быстро растворяется при использовании в некоторых случаях, таких как пакетные сумки для семян. Семена обернуты водорастворимой пленкой, которая может увеличить выживаемость семян. В настоящее время, чтобы защитить семена, не ожидается, что пленка будет быстро растворяться, но фильм должен сначала воспроизводить определенное влияние на воду на семена. Следовательно, необходимо продлить водорастворимое время пленки. [21].

Причина, по которой гидроксипропиловая метилцеллюлоза имеет хорошую растворимость воды, заключается в том, что существует большое количество гидроксильных групп в ее молекулярной структуре, и эти гидроксильные группы могут подвергаться реакции сшивания с альдегидами для производства гидроксиловой метилцеллозы молекул гидроксили-гидрофильгипропильной молекулы гидроксиличны гидрофильтропиллезопоплингипропильной метиллерозы. Снижение растворимости воды гидроксипропилметилцеллюлозной пленки, и реакция сшивания между гидроксильными группами и альдегидами будет генерировать много химических связей, что также может улучшить механические свойства пленки в определенной степени. Альдегиды, сшитые гидроксипропилметилцеллюлозой, включают глутаральдегид, глиоксаль, формальдегид и т. Д. Среди них глутаральдегид имеет две альдегидные группы, а поперечная реакция является быстрой, а глютаральдегид широко используется. Это относительно безопасно, поэтому глутаральдегид обычно используется в качестве сшивающего агента для эфиров. Количество такого типа сшивающего агента в растворе, как правило, составляет от 7 до 10% от веса эфира. Температура обработки составляет от 0 до 30 ° C, а время составляет 1 ~ 120 минут [31]. Реакция сшивания должна проводиться в кислых условиях. Во-первых, в раствор добавляют неорганическую сильную кислоту или органическую карбоновую кислоту для регулировки рН раствора до 4-6, а затем добавляют альдегиды для выполнения реакции сшивания [32]. Используемые кислоты включают HCL, H2SO4, уксусную кислоту, лимонуму кислоте и тому подобное. Кислота и альдегид также могут быть добавлены в то же время, чтобы раствор выполнил реакцию сшивания в желаемом диапазоне pH [33].

1.3 Антиоксидативные свойства гидроксипропиловых пленок

Гидроксипропиловая метилцеллюлоза богата ресурсами, легко сформировать пленку и обладает хорошим свежим эффектом. Как консервант с пищевым продуктом, он обладает большим потенциалом развития [34-36].

Zhuang Rongyu [37] использовал пищевую пленку гидроксипропилцеллюлозы (HPMC), покрыл ее на помидор, а затем сохранил ее при 20 ° C в течение 18 дней, чтобы изучить ее влияние на томатную твердость и цвет. Результаты показывают, что твердость томата с покрытием HPMC выше, чем без покрытия. Также было доказано, что съедобная пленка HPMC может задержать изменение цвета помидоров с розового на красное при хранении в 20 ℃.

[38] изучили влияние лечения покрытия гидроксипропилметилцеллюлозы (HPMC) на качество, синтез антоцианина и антиоксидантную активность «Учжонг» фруктов байберри во время холодного хранения. Результаты показали, что производительность антиоксидирования Bayberry, обработанную пленкой HPMC, была улучшена, а частота распада во время хранения была снижена, а эффект 5% пленки HPMC был лучшим.

Wang Kaikai et al. [39] использовали фрукты «Вучжонг» в качестве испытательного материала для изучения эффекта покрытия гидроксипропилцеллюлозы рибофлавина (HPMC) на качественные и антиоксидантные свойства полосатых фруктов Bayberry во время хранения при 1 ℃. эффект активности. Результаты показали, что фрукты, покрытые HPMC, покрытые рибофлавином, были более эффективными, чем одно рибофлавин или HPMC, эффективно снижая скорость распада фруктов Bayberry во время хранения, тем самым продлевая период хранения фруктов.

В последние годы люди имеют более высокие и более высокие требования для безопасности пищевых продуктов. Исследователи дома и за рубежом постепенно смещали свое исследование с пищевых добавок на упаковочные материалы. Добавляя или опрыскивая антиоксиданты в упаковочные материалы, они могут уменьшить окисление пищи. Влияние скорости распада [40]. Природные антиоксиданты были широко обеспокоены из -за их высокой безопасности и хорошего воздействия на здоровье на организм человека [40,41].

Антиоксидант листьев бамбука (AOB для короткого) - это естественный антиоксидант с уникальным натуральным ароматом бамбука и хорошей растворимостью воды. Он был перечислен в Национальном стандарте GB2760 и был одобрен Министерством здравоохранения как антиоксидант для натуральных продуктов питания. Его также можно использовать в качестве пищевой добавки для мясных продуктов, водных продуктов и пышных продуктов [42].

Солнца Лина и т. Д. [42] Проверяли основные компоненты и свойства антиоксидантов бамбуковых листьев и ввели применение антиоксидантов бамбуковых листьев в пище. Добавляя 0,03% AOB к свежему майонезу, антиоксидантный эффект является наиболее очевидным в настоящее время. По сравнению с таким же количеством чайных полифенольных антиоксидантов, его антиоксидантный эффект, очевидно, лучше, чем у полифенолов чая; Добавление 150% к пиву в мг/л, антиоксидантные свойства и стабильность пива в склад Обеспечивая первоначальное качество винного тела, он также увеличивает аромат и мягкий вкус листьев бамбука [43].

Таким образом, гидроксипропиловая метилцеллюлоза обладает хорошими пленочными свойствами и превосходными характеристиками. Это также зеленый и разлагаемый материал, который можно использовать в качестве упаковочной пленки в области упаковки [44-48]. Глицерин и сорбитол являются водными растворимыми пластификаторами. Добавление глицерина или сорбита в раствор формирования пленки целлюлозы может улучшить выносливость гидроксипропилметилцеллюлозной пленки, тем самым увеличивая удлинение при разрыве пленки [49-51]. Глутаральдегид является широко используемым дезинфицирующим средством. По сравнению с другими альдегидами, это относительно безопасно и имеет диалдегидную группу в молекуле, а скорость сшивки является относительно быстрой. Его можно использовать в качестве сшивающей модификации гидроксипропилметилцеллюлозной пленки. Он может отрегулировать растворимость воды пленки, так что пленка можно использовать в большем количестве случаев [52-55]. Добавление антиоксидантов листьев бамбука к гидроксипропилметилцеллюлозной пленке для улучшения антиоксидантных свойств гидроксипропиловой метилцеллюлозной пленки и расширения ее применения в упаковке пищевых продуктов.

1.4 Предложение по теме

Из текущей исследовательской ситуации, водорастворимые пленки в основном состоят из пленок PVA, PEO Films, на основе крахмала и белковых водорастворимых пленок. В качестве материала на основе нефти, PVA и PEO являются невозобновляемыми ресурсами, и производственный процесс их сырья может быть загрязнен. Хотя Соединенные Штаты, Япония и другие страны перечислили его как нетоксичное вещество, его безопасность все еще открыта для вопросов. Как вдыхание, так и проглатывание вредны для организма [8], и его нельзя назвать полной зеленой химией. Процесс производства на основе крахмала и белковых водорастворимые материалы в основном безобидны, и продукт безопасен, но они имеют недостатки формирования жесткой пленки, низкого удлинения и легкого поломки. Поэтому в большинстве случаев они должны быть подготовлены путем смешивания с другими материалами, такими как PVA. Значение использования не высокое. Таким образом, важно разработать новый, возобновляемый, растворимый в водооборошевном материале для упаковочных пленок с превосходной производительностью, чтобы улучшить дефекты нынешней водорастворимой пленки.

Гидроксипропиловая метилцеллюлоза является естественным полимерным материалом, который не только богат ресурсами, но и возобновляемым. Он обладает хорошей растворимостью воды и формирующими свойствами пленки и имеет условия для приготовления водорастворимых упаковочных пленок. Следовательно, эта статья намеревается подготовить новый тип водорастворимой упаковочной пленки с гидроксипропиловой метилцеллюлозой в качестве сырья и систематически оптимизировать условия его приготовления и соотношение, а также добавлять соответствующие пластификаторы (глицерин и сорбит). ), сшивающий агент (глутаральдегид), антиоксидант (антиоксидант листьев бамбука) и улучшать их свойства, для приготовления гидроксипропильной группы с лучшими комплексными свойствами, такими как механические свойства, оптические свойства, растворимость воды и антиоксиданты. Метилцеллюлозная водорастворимая упаковочная пленка имеет большое значение для его применения в качестве водорастворимого упаковочного пленки.

1.5 Исследовательский контент

Содержание исследований заключается в следующем:

1) водорастворимая упаковочная пленка HPMC была подготовлена ​​методом формирования пленки раствора, а свойства пленки были проанализированы для изучения влияния концентрации жидкости, образующей пленку HPMC, и температуру формирования пленки на производительность водорастворимой пленки HPMC.

2) Изучить влияние глицериновых и сорбитоловых пластификаторов на механические свойства, растворимость воды и оптические свойства водорастворимых упаковочных пленок HPMC.

3) Изучить влияние глютаральдегида сшивающего сшивающего агента на растворимость воды, механические свойства и оптические свойства водорастворимых упаковочных пленок HPMC.

4) Подготовка водорастворимой упаковочной пленки AOB/HPMC. Были изучены устойчивость к окислению, растворимость воды, механические свойства и оптические свойства тонких пленок AOB/HPMC.

Глава 2 Приготовление и свойства гидроксипропиловой метил целлюлозы водорастворимая упаковочная пленка

2.1 Введение

Гидроксипропиловая метилцеллюлоза является натуральной целлюлозой производной. Это нетоксичная, не загрязняющая, возобновляемая, химически стабильная, обладает хорошей растворимостью воды и пленкой. Это потенциальный водорастворимый упаковочный пленку.

В этой главе будет использоваться гидроксипропиловая метилцеллюлоза в качестве сырья для приготовления раствора гидроксипропилметилцеллюлозы с массовой фракцией от 2% до 6%, приготовьте водорастворимую упаковочную пленку с помощью метода литья раствора и изучать пленку, ведущие жидкие эффекты концентрации и температуры пленки на пленку механическую, оптичную и водную производительность. Кристаллические свойства пленки были охарактеризованы рентгеновской дифракцией, а прочность на растяжение, удлинение при разрыве, пропускание света и дымка гидроксипропилметилцеллюлозы водорастворимой упаковочной пленки анализировали с помощью испытаний на растяжение, оптического теста и обработки водного теста и дипломатизма вод.

2.2 Экспериментальный отдел

2.2.1 Экспериментальные материалы и инструменты

2.2.2 Подготовка образца

1) Взвешивание: взвесить определенное количество гидроксипропилметилцеллюлозы с электронным балансом.

2) Растворение: добавьте взвешенную гидроксипропилметилцеллюлозу в приготовленную деионизированную воду, перемешайте при нормальной температуре и давлении, пока она не будет полностью растворена, а затем позвольте ему стоять в течение определенного периода времени (ослабления), чтобы получить определенную концентрацию состава. мембранная жидкость. Сформулировано в 2%, 3%, 4%, 5%и 6%.

3) Формирование пленки: ① Приготовление пленок с различными концентрациями формирования пленки: инъекционные пленки HPMC-формирующие растворы различных концентраций в стеклянные блюда Петри, чтобы сбрасывать пленки, и поместите их в взрывную сушку в сушке при 40 ~ 50 ° C, чтобы высушить и формировать пленки. Приготовлена ​​гидроксипропиловая метилцеллюлозная водорастворимая упаковочная пленка с толщиной 25-50 мкм, а пленка очищается и помещается в ящик для сушки для использования. ② Процедура тонких пленок при различных температурах формирования пленки (температура во время сушки и формирования пленки): внедрить пленку-образующий раствор с концентрацией 5% HPMC в стеклянную чашку Петри и литые пленки при различных температурах (30 ~ 70 ° C) была высушена в вынужденной высыхании воздуха. Была приготовлена ​​гидроксипропиловая метилцеллюлозная водорастворимая упаковочная пленка с толщиной около 45 мкм, и пленку очищали и помещали в коробку для сушки для использования. Приготовленная гидроксипропиловая метилцеллюлоза водорастворимая упаковочная пленка называется пленкой HPMC для короткометражных.

2.2.3 Характеристика и измерение производительности

2.2.3.1.

Широкоугольная рентгеновская дифракция (XRD) анализирует кристаллическое состояние вещества на молекулярном уровне. Для определения использовался рентгеновский дифрактометр типа ARL/XTRA, произведенный Thermo ARL Company в Швейцарии. Условия измерения: рентгеновским источником представлял собой линию Cu-Kα-никель (40 кВ, 40 мА). Угол сканирования от 0 ° до 80 ° (2θ). Скорость сканирования 6 °/мин.

2.2.3.2 Механические свойства

Прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленки используются в качестве критериев для оценки его механических свойств, а прочность на растяжение (прочность на растяжение) относится к напряжению, когда пленка создает максимальную однородную пластическую деформацию, а устройство - MPA. Удлинение при перерыве (разбивая удлинение) относится к соотношению удлинения, когда пленка разбита до первоначальной длины, выраженная в %. Используя миниатюрную электронную универсальную испытательную тестирование типа (5943).

2.2.3.3 Оптические свойства

Оптические свойства являются важным показателем прозрачности упаковочных пленок, в основном включая коэффициент пропускания и дымки фильма. Продавень и дымка пленок были измерены с использованием тестера для вырубки пропускания. Выберите испытательный образец с чистой поверхностью и без складок, аккуратно поместите его на испытательную подставку, зафиксируйте его с всасывающей чашкой и измерьте световой пропускной силы и дымку пленки при комнатной температуре (25 ° C и 50%RH). Образец проверяется 3 раза, и среднее значение принимается.

2.2.3.4 Растворимость воды

Разрежьте пленку 30 мм × 30 мм толщиной около 45 мкм, добавьте 100 мл воды в 200 мл стаканчика, поместите пленку в центр поверхности неподвижной воды и измерьте время, чтобы пленка полностью исчезнет [56]. Каждый образец измеряли 3 раза, и среднее значение было взято, а устройство было минимальным.

2.2.4 Обработка данных

Экспериментальные данные были обработаны Excel и построены программным обеспечением Origin.

2.3 Результаты и обсуждение

2.3.1.1 рентгенограммы тонких пленок HPMC в различных концентрациях формирующих пленок

Рис.2.1 рентгенограмма пленок HPMC в различном содержании HP

Широкоугольная рентгеновская дифракция-это анализ кристаллического состояния веществ на молекулярном уровне. Рисунок 2.1 представляет собой XRD дифракционную картину тонких пленок HPMC в различных концентрациях формирующих пленок. Существует два дифракционных пика [57-59] (около 9,5 ° и 20,4 °) в пленке HPMC на рисунке. Из рисунка видно, что с увеличением концентрации HPMC дифракционные пики пленки HPMC около 9,5 ° и 20,4 ° сначала усиливаются. а затем ослаблен, степень молекулярного расположения (упорядоченное расположение) сначала увеличилась, а затем уменьшилась. Когда концентрация составляет 5%, упорядоченное расположение молекул HPMC является оптимальным. Причина приведенного выше явления может заключаться в том, что при увеличении концентрации HPMC число кристаллических ядер в пленке-образующем растворе увеличивается, что делает молекулярное расположение HPM более регулярным. Когда концентрация HPMC превышает 5%, пик дифракции рентгеновской дифракции пленки ослабевает. С точки зрения расположения молекулярной цепи, когда концентрация HPMC слишком велика, вязкость формируемого пленочного раствора слишком высока, что затрудняет движение молекулярных цепей и не может быть расположена во времени, что приводит к снижению степени упорядочения пленок HPMC.

2.3.1.2. Механические свойства тонких пленок HPMC в различных концентрациях пленки-образующих растворов.

Прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленки используются в качестве критериев для оценки его механических свойств, а прочность на растяжение относится к напряжению, когда пленка создает максимальную равномерную пластическую деформацию. Удлинение при перерыве - это отношение смещения к первоначальной длине пленки при перерыве. Измерение механических свойств фильма может судить о его применении в некоторых областях.

Рис.2.2 Влияние различного содержания HPMC на механические свойства пленок HPMC

Из рис. 2.2 изменяющаяся тенденция прочности растяжения и удлинения при разрыве пленки HPMC в различных концентрациях формирующих пленочных растворов можно видеть, что прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленки HPMC в первую очередь увеличивались с увеличением концентрации формирующего раствора HPMC. Когда концентрация раствора составляет 5%, механические свойства пленок HPMC лучше. Это связано с тем, что когда концентрация пленки, образующая жидкость низкая, вязкость раствора низкая, взаимодействие между молекулярными цепями относительно слаба, а молекулы не могут быть упорядоченно расположены, поэтому способность кристаллизации пленки низкая, а ее механические свойства плохая; Когда концентрация жидкости, образующая пленку, составляет 5 %, механические свойства достигают оптимального значения; По мере того, как концентрация пленочной жидкости продолжает увеличиваться, литье и диффузия раствора становятся более сложными, что приводит к неравномерной толщине полученной пленки HPMC и большему количеству поверхностных дефектов [60], что приводит к снижению механических свойств пленок HPMC. Следовательно, концентрация 5% пленочной пленочной растворы HPMC является наиболее подходящей. Выступление полученного фильма также лучше.

2.3.1.3 Оптические свойства тонких пленок HPMC в различных концентрациях формирования пленок

В упаковочных пленках пропускание света и дымка являются важными параметрами, указывающими прозрачность пленки. На рисунке 2.3 показаны изменяющиеся тенденции пропускания и дымки пленок HPMC в различных концентрациях жидкости пленки. Из рисунка видно, что при увеличении концентрации пленочной пленки HPMC раствор пропускания пленки HPMC постепенно снижался, и дымка значительно увеличивалась с увеличением концентрации формования пленки.

Рис.2.3 Влияние различного содержания HPMC на оптическое свойство HPMC Films

Существует две основные причины: во -первых, с точки зрения количественной концентрации дисперсной фазы, когда концентрация низкая, концентрация числа оказывает доминирующее влияние на оптические свойства материала [61]. Следовательно, с увеличением концентрации раствора для формирования пленки HPMC, плотность пленки уменьшается. Световой коэффициент значительно снизился, и дымка значительно увеличилась. Во-вторых, из анализа процесса снимающей фильмы это может быть связано с тем, что фильм был снят методом формирования фильма «Решение». Увеличение сложности удлинения приводит к снижению гладкости поверхности пленки и уменьшению оптических свойств пленки HPMC.

2.3.1.4 Растворимость тонких пленок HPMC в различных концентрациях жидкости с формированием пленки

Растворимость воды водорастворимых пленок связана с их пленкой концентрацией. Вырежьте пленки 30 мм × 30 мм, сделанные с различными концентрациями формирования пленки, и отметьте фильм «+», чтобы измерить время, чтобы фильм полностью исчез. Если пленка обертывается или прилипает к стенам стакана, повторно тестируется. Рисунок 2.4 представляет собой схему тенденции растворимости воды в пленках HPMC в различных концентрациях жидкости пленки. Из рисунка видно, что с увеличением концентрации жидкости пленки, водорастворимое время пленок HPMC становится длиннее, что указывает на то, что растворимость водой пленок HPMC уменьшается. Предполагается, что причина может заключаться в том, что при увеличении концентрации пленочной пленочной раствора HPMC вязкость раствора увеличивается, и межмолекулярная сила укрепляется после гелея, что приводит к ослаблению диффузионности пленки HPMC в воде и уменьшению растворимости воды.

Рис.2.4 Влияние различного содержания HPMC на растворимость воды HPMC пленки

2.3.2 Влияние температуры формирования пленки на тонкие пленки HPMC

2.3.2.1 рентгенограмма тонких пленок HPMC при разных температурах формирования пленки

Рис.2.5 xrd пленок HPMC при различной температуре формирования пленки

На рисунке 2.5 показаны рентгенограммы тонких пленок HPMC при различных температурах формирования пленки. Два дифракционных пика при 9,5 ° и 20,4 ° были проанализированы для пленки HPMC. С точки зрения интенсивности дифракционных пиков с повышением температуры формирования пленки, дифракционные пики в двух местах сначала увеличивались, а затем ослабляют, а способность кристаллизации сначала увеличивалась, а затем снижалась. Когда температура формирования пленки составляла 50 ° C, упорядоченное расположение молекул HPMC с точки зрения влияния температуры на гомогенное зарождение, когда температура низкая, вязкость раствора высока, скорость роста кристаллических ядер невелика, а кристаллизация сложна; По мере того, как температура формирования пленки постепенно увеличивается, скорость нуклеации увеличивается, движение молекулярной цепи ускоряется, молекулярная цепь легко расположены вокруг кристаллического ядра упорядоченным образом, и ее легче сформировать кристаллизацию, поэтому кристаллизация достигнет максимального значения при определенной температуре; Если температура формирования пленки слишком высока, молекулярное движение является слишком насильственным, образование кристаллического ядра сложно, а образование ядерной эффективности низкое, и его трудно образовывать кристаллы [62,63]. Следовательно, кристалличность пленок HPMC сначала увеличивается, а затем уменьшается с повышением температуры формирования пленки.

2.3.2.2. Механические свойства тонких пленок HPMC при различных температурах формирования пленки

Изменение температуры формирования пленки будет иметь определенную степень влияния на механические свойства пленки. На рисунке 2.6 показана изменяющаяся тенденция прочности растяжения и удлинения при разрыве пленок HPMC при различных температурах формирования пленки. В то же время это показало тенденцию к увеличению сначала, а затем уменьшается. Когда температура формирования пленки составляла 50 ° C, прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленки HPMC достигла максимальных значений, которые составляли 116 МПа и 32%соответственно.

Рис.2.6 Влияние температуры формирования пленки на механические свойства пленок HPMC

С точки зрения молекулярного расположения, чем больше упорядоченное расположение молекул, тем лучше прочность на растяжение [64]. Из рис. 2.5 рентгенограммы пленок HPMC при различных температурах формирования пленки можно увидеть, что с повышением температуры формирования пленки упорядоченное расположение молекул HPMC сначала увеличивается, а затем уменьшается. Когда температура образования пленки составляет 50 ° C, степень упорядоченного расположения является самой большой, поэтому прочность на растяжение пленок HPMC сначала увеличивается, а затем уменьшается с повышением температуры формирования пленки, и максимальное значение появляется при температуре формирования пленки 50 ℃. Удлинение при перерыве показывает тенденцию к увеличению сначала, а затем уменьшается. Причина может заключаться в том, что при повышении температуры упорядоченное расположение молекул сначала увеличивается, а затем уменьшается, и кристаллическая структура, образующаяся в полимерной матрице, диспергируется в неперсталлизованной полимерной матрице. В матрице образуется физическая сшитая структура, которая играет определенную роль в ужесточении [65], тем самым способствуя удлинению при разрыве пленки HPMC, чтобы показаться пиком при температуре формирования пленки 50 ° C.

2.3.2.3 Оптические свойства пленок HPMC при различных температурах формирования пленки

Рисунок 2.7 - кривая изменения оптических свойств пленок HPMC при различных температурах формирования пленки. Из рисунка видно, что с повышением температуры формирования пленки пропускание пленки HPMC постепенно увеличивается, дымка постепенно уменьшается, и оптические свойства пленки HPMC постепенно становятся лучше.

Рис.2.7 Влияние температуры формирования пленки на оптическое свойство HPMC

В соответствии с влиянием температуры и молекул воды на пленку [66], когда температура низкая, в HPMC существуют молекулы воды, но эта связанная вода будет постепенно улетучиваться, а HPMC находится в стеклянном состоянии. Улечение пленки образует отверстия в HPMC, а затем рассеяние образуется в отверстиях после светового облучения [67], поэтому световая пропускная пленка низкая, а дымка высока; Когда температура повышается, молекулярные сегменты HPMC начинают двигаться, отверстия, образованные после летучей воды, заполняются, отверстия постепенно уменьшаются, степень рассеяния света в отверстиях уменьшается, а пропускание увеличивается [68], так что световая пропускание пленки увеличивается и уменьшается приводка.

2.3.2.4 Растворимость водой пленок HPMC при различных температурах формирования пленки

На рисунке 2.8 показаны кривые растворимости воды пленок HPMC при различных температурах формирования пленки. Из рисунка видно, что время растворимости в воде в пленках HPMC увеличивается с повышением температуры формирования пленки, то есть растворимость водой пленок HPMC становится хуже. При увеличении температуры формирования пленки скорость испарения молекул воды и скорость гелятации ускоряется, движение молекулярных цепей ускоряется, молекулярное расстояние уменьшается, а молекулярное расположение на поверхности пленки является более длинным, что затрудняет молекулы воды между молекулами HPMC. Растворимость воды также снижается.

Рис.2.8 Влияние температуры формирования пленки на растворимость воды HPMC пленки

2.4 Сводка этой главы

В этой главе гидроксипропиловая метилцеллюлоза использовали в качестве сырья для приготовления HPMC-водорастворимой упаковочной пленки с помощью метода формирования пленки. Кристалличность пленки HPMC была проанализирована с помощью XRD дифракции; Механические свойства водорастворимой упаковочной пленки HPMC были протестированы и проанализированы с помощью микроэлектронного универсального тестирования на растяжение, а оптические свойства пленки HPMC были проанализированы с помощью легкого тестера для передачи. Время растворения в воде (время растворимости воды) используется для анализа растворимости в воде. Следующие выводы сделаны из приведенного выше исследования:

1) Механические свойства пленок HPMC сначала увеличивались, а затем снижались с увеличением концентрации пленку-образующего раствора, и сначала увеличивались, а затем уменьшились с повышением температуры формирования пленки. Когда концентрация пленочной пленочной раствора HPMC составляла 5%, а температура формирования пленки составляла 50 ° C, механические свойства пленки хороши. В настоящее время прочность на растяжение составляет около 116 МПа, а удлинение при перерыве составляет около 31%;

2) оптические свойства пленок HPMC уменьшаются с увеличением концентрации пленочного раствора и постепенно увеличиваются с повышением температуры формирования пленки; Вспытательно учитывайте, что концентрация формирующего пленку раствора не должна превышать 5%, а температура формирования пленки не должна превышать 50 ° C

3) Растворимость водой пленок HPMC показала нисходящую тенденцию с увеличением концентрации пленочного раствора и повышением температуры формирования пленки. Когда использовалась концентрация 5% -ного пленочного раствора HPMC и температура формирования пленки 50 ° C, время рассеяния воды пленки составляло 55 минут.

Глава 3 Влияние пластификаторов на водорастворимые упаковочные пленки HPMC

3.1 Введение

В качестве нового типа естественного полимерного материала HPMC водорастворимая упаковочная пленка имеет хорошую перспективу развития. Гидроксипропиловая метилцеллюлоза является натуральной целлюлозой производной. Это нетоксичный, не загрязняющий, возобновляемый, химически стабильный и обладает хорошими свойствами. Растворимый в воде и пленка, это потенциальный водорастворимый упаковочный пленку.

В предыдущей главе обсуждалась приготовление водорастворимой упаковочной пленки HPMC с использованием гидроксипропиловой метилцеллюлозы в качестве сырья с помощью метода формования пленки раствора, а также влияния концентрации пленки жидкости и температуры формирования пленки на гидроксипропиловую метилцеллелозу водную упаковочную пленку. Воздействие на производительность. Результаты показывают, что прочность на растяжение пленки составляет около 116 МПа, а удлинение при разрыве составляет 31% в условиях оптимальной концентрации и процесса. Прочность таких фильмов плохая в некоторых приложениях и нуждается в дальнейшем улучшении.

В этой главе гидроксипропиловая метилцеллюлоза все еще используется в качестве сырья, а водорастворимая упаковочная пленка готовится методом формирования пленки раствора. , удлинение при перерыве), оптические свойства (коэффициент пропускания, дымка) и растворимость воды.

3.2 Экспериментальный отдел

3.2.1 Экспериментальные материалы и инструменты

Таблица 3.1 Экспериментальные материалы и спецификации

Таблица 3.2 Экспериментальные инструменты и спецификации

3.2.2 Приготовление образца

1) Взвешивание: взвешивать определенное количество гидроксипропилметилцеллюлозы (5%) и сорбитола (0,05%, 0,15%, 0,25%, 0,35%, 0,45%) с электронным балансом и используйте шприц для измерения глицеролового спирта (0,05%, 0,15%, 0,25%, 0,35%, 0,45%).

2) Растворение: добавьте взвешенную гидроксипропилметилцеллюлозу в приготовленную деионизированную воду, перемешайте при нормальной температуре и давлении, пока она не будет полностью растворена, а затем добавьте глицерин или сорбит в различных массовых фракциях соответственно. В растворе гидроксипропилметилцеллюлозы, перемешайте в течение определенного периода времени, чтобы сделать его равномерно смешанным, и дайте ему стоять в течение 5 минут (уфотографирование), чтобы получить определенную концентрацию пленочной жидкости.

3) Создание пленки: введите пленку, образующую жидкость, в стеклянную петницу блюдо и бросьте ее, чтобы сформировать пленку, дайте ей стоять в течение определенного периода времени, чтобы сделать ее гель, а затем положить ее в сушную духовку для взрыва, чтобы высохнуть и сформировать пленку, чтобы сделать пленку с толщиной 45 мкм. После того, как пленка помещается в коробку для сушки для использования.

3.2.3 Характеристика и тестирование производительности

3.2.3.1 Анализ инфракрасной абсорбционной спектроскопии (FT-IR)

Инфракрасная спектроскопия поглощения (FTIR) является мощным методом для характеристики функциональных групп, содержащихся в молекулярной структуре, и для идентификации функциональных групп. Инфракрасный спектр поглощения упаковочной пленки HPMC измеряли с использованием инфракрасного спектрометра преобразования Nicolet 5700 Fourier, создаваемого термоэлектрической корпорацией. Метод тонкой пленки использовался в этом эксперименте, диапазон сканирования составлял 500-4000 см-1, а количество сканирования составляло 32 года. Пленки образца высушивали в сушильной духовке при 50 ° C в течение 24 часов для инфракрасной спектроскопии.

3.2.3.2.

3.2.3.3 Определение механических свойств

Прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленки используются в качестве параметров для оценки его механических свойств. Удлинение при разрыве - это отношение смещения к первоначальной длине, когда пленка сломана, в %. Используя мельчайшую тестирующую машину для испытаний Enstron (5943), в соответствии с методом испытаний GB13022-92 для растягивающих свойств пластиковых пленок, тестируется при 25 ° C, 50% RH, избранные образцы с однородной толщиной и чистой поверхностью без приподмываний протестируются.

3.2.3.4 Определение оптических свойств: то же самое, что 2.2.3.3

3.2.3.5 Определение растворимости воды

Разрежьте пленку 30 мм × 30 мм толщиной около 45 мкм, добавьте 100 мл воды в 200 мл стаканчика, поместите пленку в центр поверхности неподвижной воды и измерьте время, чтобы пленка полностью исчезнет [56]. Каждый образец измеряли 3 раза, и среднее значение было взято, а устройство было минимальным.

3.2.4 Обработка данных

Экспериментальные данные были обработаны Excel, а график был нарисован программным обеспечением Origin.

3.3 Результаты и обсуждение

3.3.1 Влияние глицерина и сорбита на инфракрасный спектр поглощения пленок HPMC

(а) глицерин (б) сорбит

Рис.3.1 FT-IR пленок HPMC в различных концентратах глицерина или сорбитолола

Инфракрасная спектроскопия поглощения (FTIR) является мощным методом для характеристики функциональных групп, содержащихся в молекулярной структуре, и для идентификации функциональных групп. На рисунке 3.1 показаны инфракрасные спектры пленок HPMC с различными добавлениями глицерина и сорбитола. Из рисунка видно, что характерные пики вибрации скелета пленок HPMC в основном в двух областях: 2600 ~ 3700 см-1 и 750 ~ 1700 см-1 [57-59], 3418CM-1

Близлежащие полосы поглощения вызваны растягивающей вибрацией связи с ОН, 2935 см-1-пик поглощения -CH2, 1050см-1-пик поглощения -CO- и -COC-в первичной и вторичной гидроксильной группе, а 1657CM-1-пик абсорбции гидроксильной группы. Пик поглощения гидроксильной группы в растягивающей вибрации каркаса 945см -1 является пиком поглощения качания -ч3 [69]. Пики абсорбции в 1454 см-1, 1373 см-1, 1315 см-1 и 945 см-1 присваиваются асимметричным, симметричным деформационным вибрациям, в плоскости и изгибании из-за плоскости -ч3 соответственно [18]. После пластификации в инфракрасном спектре пленки не появились новые пики поглощения, что указывает на то, что HPMC не претерпел существенных изменений, то есть пластификатор не разрушил ее структуру. С добавлением глицерина пик растягивающей вибрации -OH при 3418 см-1 пленки HPMC ослаблен, а пик поглощения при 1657 см-1, пики поглощения при 1050 см-1 ослаблены, а пики абсорбции-ко- и -кок-на первичных и второго гидроксильных групп; С добавлением сорбитола к пленке HPMC вибрация -OH пики растягивания на 3418см-1 ослаблены, а пики поглощения при 1657 см 1 ослаблены. Полем Изменения этих пиков поглощения в основном вызваны индуктивными эффектами и межмолекулярной водородной связью, которые заставляют их меняться с помощью соседних полос -CH3 и -CH2. Из -за небольшого, введение молекулярных веществ препятствует образованию межмолекулярных водородных связей, поэтому прочность на растяжение пластифицированной пленки уменьшается [70].

3.3.2 Влияние глицерина и сорбитола на рентгеновские узоры пленок HPMC

(а) глицерин (б) сорбит

Рис.3.2 рентгенограмма пленок HPMC при различной концентрации глицерина или сорбитолама

Широкоугольная рентгеновская дифракция (XRD) анализирует кристаллическое состояние веществ на молекулярном уровне. Для определения использовался рентгеновский дифрактометр типа ARL/XTRA, произведенный Thermo ARL Company в Швейцарии. Рисунок 3.2 представляет собой рентгенограмму пленок HPMC с различными добавлениями глицерина и сорбитала. С добавлением глицерина интенсивность дифракционных пиков при 9,5 ° и 20,4 ° оба ослабляют; При добавлении сорбита, когда количество добавления составляло 0,15%, дифракционный пик при 9,5 ° был увеличен, а пик дифракции при 20,4 ° был ослаблен, но общая интенсивность пика дифракции была ниже, чем у пленки HPMC без сорбитала. При непрерывном добавлении сорбита дифракционное пик при 9,5 ° снова ослаблен, а пик дифракции при 20,4 ° значительно не изменился. Это связано с тем, что добавление мелких молекул глицерина и сорбита нарушает упорядоченное расположение молекулярных цепей и разрушает оригинальную кристаллическую структуру, тем самым уменьшая кристаллизацию пленки. Из фигуры видно, что глицерин оказывает большое влияние на кристаллизацию пленок HPMC, что указывает на то, что глицерин и HPMC имеют хорошую совместимость, в то время как сорбитол и HPMC имеют плохую совместимость. Из структурного анализа пластификаторов сорбитол имеет структуру сахарного кольца, аналогичную структуре целлюлозы, и ее стерический эффект препятствий велик, что приводит к слабой интерпенетрации между молекулами сорбита и молекулами целлюлозы, поэтому это мало влияет на кристаллизацию целлюлозы.

[48].

3.3.3 Влияние глицерина и сорбита на механические свойства пленок HPMC

Прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленки используются в качестве параметров для оценки его механических свойств, и измерение механических свойств может судить о его применении в определенных областях. На рисунке 3.3 показано изменение прочности и удлинения растяжения при разрыве пленок HPMC после добавления пластификаторов.

Рис.3.3 Влияние глицерина или сорбитолумона на свойства машинного HPMC

Из рисунка 3.3 (а) видно, что с добавлением глицерина удлинение при разрыве пленки HPMC сначала увеличивается, а затем уменьшается, в то время как прочность на растяжение сначала быстро уменьшается, затем медленно увеличивается, а затем продолжает уменьшаться. Удлинение при разрыве пленки HPMC сначала увеличивалось, а затем уменьшилось, потому что глицерин имеет больше гидрофильных групп, что делает материал и молекулы воды обладают сильным эффектом гидратации [71], что повышает гибкость пленки. При непрерывном увеличении добавления глицерина удлинение при разрыве пленки HPMC уменьшается, это связано с тем, что глицерил увеличивает пропасть молекулярной цепи HPMC, а запутанность между макромолекулами эта точка уменьшается, и пленка склонна к сломанию, когда фильм подвергается напряженности, тем самым уменьшает удлинение при разрыве фильма. Причиной быстрого снижения прочности растяжения является: добавление малых молекул глицерина нарушает тесное расположение между молекулярными цепями HPMC, ослабляет силу взаимодействия между макромолекулами и уменьшает прочность на растяжение пленки; Прочность на растяжение Небольшое увеличение с точки зрения расположения молекулярной цепи, соответствующий глицерин увеличивает гибкость молекулярных цепей HPMC в определенной степени, способствует расположению полимерных молекулярных цепей и увеличивает прочность на растяжение пленки; Однако, когда глицерина слишком много, молекулярные цепи отменены одновременно с упорядоченным расположением, а скорость разъяснения выше, чем у упорядоченного расположения [72], что снижает кристаллизацию пленки, что приводит к низкой прочности растяжения HPMC. Поскольку эффект ужесточения лежит за счет растягивающей силы пленки HPMC, количество добавленного глицерина не должно быть слишком большим.

Как показано на рисунке 3.3 (b), с добавлением сорбита, удлинение при разрыве пленки HPMC сначала увеличилось, а затем уменьшилось. Когда количество сорбита составило 0,15%, удлинение при разрыве пленки HPMC достигло 45%, а затем удлинение при разрыве пленки постепенно снижалось. Прочность на растяжение быстро уменьшается, а затем колеблется около 50 Мп с непрерывным добавлением сорбита. Можно видеть, что когда количество добавленного сорбита составляет 0,15%, эффект пластификации является лучшим. Это связано с тем, что добавление малых молекул сорбита нарушает регулярное расположение молекулярных цепей, что увеличивает зазор между молекулами, сила взаимодействия уменьшается, а молекулы легко скользят, поэтому удлинение при разрыве пленки увеличивается и снижение силы растяжения. По мере того, как количество сорбита продолжало увеличиваться, удлинение при разрыве пленки снова уменьшилось, потому что мелкие молекулы сорбита были полностью диспергированы между макромолекулами, что приводило к постепенному снижению точек запутывания между макромолекулами и уменьшению удлинения при разрыве фильма.

Сравнивая пластизирующие эффекты глицерина и сорбита на пленки HPMC, добавление 0,15% глицерина может увеличить удлинение при разрыве пленки примерно до 50%; Хотя добавление 0,15% сорбитол может только увеличить удлинение при разрыве пленки, скорость достигает около 45%. Прочность на растяжение снизилась, и уменьшение было меньше при добавлении глицерина. Можно видеть, что пластизирующий эффект глицерина на пленку HPMC лучше, чем у сорбитола.

3.3.4 Влияние глицерина и сорбита на оптические свойства пленок HPMC

(а) глицерин (б) сорбит

Рис.3.4 Влияние оптического свойства глицерина или сорбитолюмона пленок HPMC

Световая передача и дымка являются важными параметрами прозрачности упаковочной пленки. Видимость и ясность упакованных товаров в основном зависят от пропускания света и дымки упаковочной пленки. Как показано на рисунке 3.4, добавление глицерина и сорбита повлияло на оптические свойства пленок HPMC, особенно дымка. Рисунок 3.4 (а) представляет собой график, показывающий влияние добавления глицерина на оптические свойства пленок HPMC. С добавлением глицерина передача пленок HPMC сначала увеличилась, а затем уменьшилась, достигнув максимального значения около 0,25%; Дымка быстро увеличилась, а затем медленно. Из приведенного выше анализа видно, что когда количество добавления глицерина составляет 0,25%, оптические свойства пленки лучше, поэтому количество добавления глицерина не должно превышать 0,25%. Рисунок 3.4 (b) представляет собой график, показывающий влияние сорбитолового добавления на оптические свойства пленок HPMC. Из рисунка видно, что с добавлением сорбита, сначала увеличивается дымка пленок HPMC, затем медленно уменьшается, а затем увеличивается, и сначала увеличивается и затем увеличивается. уменьшилось, и световая передача и дымка оказались пиками в то же время, когда количество сорбитола составило 0,45%. Можно видеть, что когда количество добавленного сорбита составляет от 0,35 до 0,45%, его оптические свойства лучше. Сравнивая влияние глицерина и сорбита на оптические свойства пленок HPMC, можно видеть, что сорбит не оказывает мало влияния на оптические свойства фильмов.

Вообще говоря, материалы с высоким освещением будут иметь более низкую дымку и наоборот, но это не всегда так. Некоторые материалы имеют высокую световой пропускной способности, но также и высокие значения дымки, такие как тонкие пленки, такие как матовое стекло [73]. Пленка, подготовленная в этом эксперименте, может выбрать соответствующий пластификатор и сумма добавления в соответствии с потребностями.

3.3.5 Влияние глицерина и сорбита на растворимость водой пленок HPMC

(а) Глицерин (B) Сорбит

Рис.3.5 Влияние растворимости водой глицерина или сорбитолумона пленок HPMC

На рисунке 3.5 показано влияние глицерина и сорбитола на растворимость в воде пленок HPMC. Из рисунка видно, что при увеличении содержания пластификатора время растворимости в воде у пленки HPMC длится, то есть растворимость водой пленки HPMC постепенно снижается, а глицерин оказывает большее влияние на растворимость воды HPMC, чем сорбит. Причина, по которой гидроксипропиловая метилцеллюлоза имеет хорошую растворимость воды, заключается в существовании большого количества гидроксильных групп в ее молекуле. Из анализа инфракрасного спектра можно увидеть, что с добавлением глицерина и сорбита, пик гидроксильной вибрации HPMC ослабляет, что указывает на то, что количество гидроксильных групп в молекуле HPMC уменьшается, а гидрофильная группа уменьшается, поэтому водоо растворимость HPMC уменьшается.

3.4 Разделы этой главы

Благодаря вышеуказанному анализу производительности пленок HPMC можно видеть, что пластификаторы глицерина и сорбита улучшают механические свойства пленок HPMC и увеличивают удлинение при разрыве фильмов. Когда добавление глицерина составляет 0,15%, механические свойства пленок HPMC являются относительно хорошими, прочность на растяжение составляет около 60 МПа, а удлинение при перерыве составляет около 50%; Когда добавление глицерина составляет 0,25%, оптические свойства лучше. Когда содержание сорбита составляет 0,15%, прочность на растяжение пленки HPMC составляет около 55 МПа, а удлинение при разрыве увеличивается примерно до 45%. Когда содержание сорбита составляет 0,45%, оптические свойства пленки лучше. Оба пластификатора снижали растворимость в воде пленок HPMC, в то время как сорбитол оказал меньшее влияние на растворимость воды HPMC пленок HPMC. Сравнение влияния двух пластификаторов на свойства пленок HPMC показывает, что пластизирующий эффект глицерина на пленки HPMC лучше, чем у сорбитола.

Глава 4 Влияние сшивающих агентов на водорастворимые упаковочные пленки HPMC

4.1 Введение

Гидроксипропиловая метилцеллюлоза содержит множество гидроксильных групп и гидроксипропоксированных групп, поэтому она имеет хорошую растворимость воды. Эта статья использует хорошую растворимость воды, чтобы подготовить новую зеленую и экологически чистую растворимую упаковочную пленку. В зависимости от применения водорастворимой пленки, в большинстве приложений требуется быстрое растворение водорастворимой пленки, но иногда также требуется задержка растворения [21].

Следовательно, в этой главе глютаральдегид используется в качестве модифицированного сшивающего агента для водорастворимой упаковочной пленки гидроксипропилметилцеллюлозы, и ее поверхность сшита, чтобы модифицировать пленку, чтобы уменьшить водную добычу пленки и задержать время водяного времени. Влияние различных добавок объема глутаральдегида на растворимость воды, механические свойства и оптические свойства гидроксипропилметилцеллюлозных пленок в основном изучали.

4.2 Экспериментальная часть

4.2.1 Экспериментальные материалы и инструменты

Таблица 4.1 Экспериментальные материалы и спецификации

4.2.2 Подготовка образца

1) взвешивание: взвесить определенное количество гидроксипропилметилцеллюлозы (5%) с помощью электронного баланса;

2) растворение: взвешенная гидроксипропилметилцеллюлоза добавляется в приготовленную деионизированную воду, перемешивается при комнатной температуре и давлении до полного растворения, а затем различные количества глутаральдегида (0,19%0,25%0,31%, 0,38%, 0,44%), по-прежнему, равномерно, под стой для определенного периода (дефровой и дефицит, и по-разному), с невыполненным-формируемой и с сменой, и по-разному), по-разному). Глутаральдегид получено добавленные суммы;

3) Изготовление пленки: введите пленку, образующую жидкость в стеклянную чашку Петри и бросьте пленку, положите ее в коробку для сушки с воздухом 40 ~ 50 ° C, чтобы высушить пленку, сделать пленку с толщиной 45 мкм, раскрыть пленку и положить ее в коробку для сушки для резервной копии.

4.2.3 Характеристика и тестирование производительности

4.2.3.1 Анализ инфракрасной абсорбционной спектроскопии (FT-IR)

Инфракрасное всасывание пленок HPMC было определено с использованием инфракрасного спектрометра Nicolet 5700 Fourier, производимого американской термоэлектрической компанией, закрывающей спектр.

4.2.3.2.

Широкоугла рентгеновская дифракция (рентгенов) является анализом состояния кристаллизации вещества на молекулярном уровне. В этой статье состояние кристаллизации тонкой пленки определяли с использованием рентгеновского дифрактометра ARL/XTRA, произведенного Thermo arl из Швейцарии. Условия измерения: рентгеновский источник представляет собой никелевой фильтр Cu-Kα (40 кВ, 40 мА). Угол сканирования от 0 ° до 80 ° (2θ). Скорость сканирования 6 °/мин.

4.2.3.3 Определение растворимости воды: то же самое, что 2.2.3.4

4.2.3.4 Определение механических свойств

Используя межпроверка для тестирования Enstron (5943).

4.2.3.5 Определение оптических свойств

Используя тестер дымки света, выберите образец, который будет протестирован с чистой поверхностью и без складок, и измерьте светообразующую пропускную способность и дымку пленки при комнатной температуре (25 ° C и 50%RH).

4.2.4 Обработка данных

Экспериментальные данные были обработаны с помощью Excel и графики с помощью программного обеспечения Origin.

4.3 Результаты и обсуждение

4.3.1 Инфракрасные спектры поглощения глютаральдегид-пересчитываемых пленок HPMC

Рис.4.1 FT-IR фильмов HPMC при различном содержании глутаральдегида

Инфракрасная спектроскопия поглощения является мощным средством для характеристики функциональных групп, содержащихся в молекулярной структуре, и для идентификации функциональных групп. Чтобы дополнительно понять структурные изменения гидроксипропилметилцеллюлозы после модификации, инфракрасные тесты проводились на пленках HPMC до и после модификации. На рисунке 4.1 показаны инфракрасные спектры пленок HPMC с различным количеством глутаральдегида и деформацией пленок HPMC

Пики вибрационного поглощения -OH находятся около 3418 см-1 и 1657 см-1. Сравнивая сшитые и неконтролированные инфракрасные спектры пленок HPMC, можно увидеть, что с добавлением глутаральдегида, вибрационных пиков -OH при 3418CM-1 и 1657CM-пик абсорбции гидроксильной группы в гидрокси-группе в гидрокси-группе, что указывает на то, что цифровая группа в гидрокси-группе. Молекула была уменьшена, что была вызвана реакцией сшивания между некоторыми гидроксильными группами HPMC и диальдегидом группы на глутаральдегиде [74]. Кроме того, было обнаружено, что добавление глутаральдегида не изменило положение каждого характерного пика поглощения HPMC, что указывает на то, что добавление глутаральдегида не разрушает группы самого HPMC.

4.3.2 рентгенографии глютаральдегид-переселенных пленок HPMC

Выполняя рентгеновскую дифракцию на материале и анализируя его дифракционную картину, это метод исследования для получения такой информации, как структура или морфология атомов или молекул внутри материала. На рисунке 4.2 показаны рентгенограммы пленок HPMC с различными добавлениями глутаральдегида. С увеличением добавления глутаральдегида интенсивность дифракционных пиков HPMC около 9,5 ° и 20,4 ° ослабла, потому что альдегиды на молекуле глутаральдегида ослаблены. Реакция сшивания возникает между гидроксильной группой и гидроксильной группой на молекуле HPMC, которая ограничивает подвижность молекулярной цепи [75], тем самым снижая упорядоченную способность молекулы HPMC.

Рис.4.2 рентгенограмма пленок HPMC при различном содержании глутаральдегида

4.3.3 Влияние глутаральдегида на растворимость водой пленок HPMC

Рис.4.3. Влияние глутаральдегида на растворимость водой пленок HPMC

Из рисунка 4.3 Влияние различных добавлений глутаральдегида на растворимость в воде пленок HPMC можно увидеть, что с увеличением дозировки глутаральдегида время растворимости воды в пленках HPMC продлевается. Реакция сшивания возникает с группой альдегида на глутаральдегиде, что приводит к значительному снижению количества гидроксильных групп в молекуле HPMC, что продлевает растворимость воды HPMC и снижает растворимость воды HPMC пленки.

4.3.4 Влияние глутаральдегида на механические свойства пленок HPMC

Рис.4.4 Влияние глутаральдегида на прочность на растяжение и удлинение пленок HPMC

Чтобы исследовать влияние содержания глутаральдегида на механические свойства пленок HPMC, была протестирована прочность на растяжение и удлинение при разрыве модифицированных пленок. Например, 4.4 - это график эффекта добавления глутаральдегида на прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленки. С увеличением добавления глутаральдегида, прочность на растяжение и удлинение при разрыве пленок HPMC сначала увеличились, а затем уменьшились. тенденция. Поскольку сшивание глютаральдегида и целлюлозы принадлежит к сшивому эфирному сшиванию, после добавления глутаральдегида в пленку HPMC, две альдегидные группы на молекулу глутаральдегида и гидроксильные группы в HPMC, которые не используют реакцию, увеличивают реакцию, увеличивая механизм, увеличивающие механизм, увеличивающиеся с образованием, увеличивающими механическую перемещения, увеличившись, увеличивающие механическую реакцию, увеличиваясь, увеличившись, увеличивающие механическую реакцию. Фильмы. При непрерывном добавлении глутаральдегида увеличивается плотность сшивки в растворе, что ограничивает относительное скольжение между молекулами, и молекулярные сегменты нелегко ориентироваться при действии внешней силы, что показывает, что механические свойства тонких пленок HPMC снижаются макроскопически [76]]. Из рисунка 4.4 влияние глутаральдегида на механические свойства пленок HPMC показывает, что, когда добавление глутаральдегида составляет 0,25%, эффект сшивания лучше, и механические свойства пленок HPMC лучше.

4.3.5 Влияние глутаральдегида на оптические свойства фильмов HPMC

Световая передача и дымка являются двумя очень важными параметрами оптической производительности упаковочных пленок. Чем больше коэффициент пропускания, тем лучше прозрачность пленки; Хузл, также известная как мутность, указывает на степень нечетливого фильма и чем больше дымка, тем хуже ясность фильма. Рисунок 4.5 является кривой влияния добавления глутаральдегида на оптические свойства пленок HPMC. Из рисунка видно, что с увеличением добавления глутаральдегида пропускание света сначала медленно увеличивается, затем быстро увеличивается и затем медленно уменьшается; Вернув его сначала уменьшился, а затем увеличился. Когда добавление глутаральдегида составило 0,25%, продавность пленки HPMC достигла максимального значения 93%, а дымка достигла минимального значения 13%. В настоящее время оптическая производительность была лучше. Причиной увеличения оптических свойств является реакция сшивания между молекулами глутаральдегида и гидроксипропилметилцеллюлозой, а межмолекулярное расположение более компактно и равномерно, что увеличивает оптические свойства пленок HPMC [77-79]. Когда сшивающий агент чрезмерный, сайты сшивания скручивания перенасыщены, относительное скольжение между молекулами системы затруднено, а гелевое явление легко возникать. Следовательно, оптические свойства пленок HPMC снижаются [80].

Рис.4.5 Влияние глутаральдегида на оптическое свойство HPMC Films

4.4 Разделы этой главы

Благодаря вышеуказанному анализу сделаны следующие выводы:

1) Инфракрасный спектр глютаральдегидного пленка HPMC, показывающий, что пленка глутаральдегида и HPMC подвергаются реакции сшивания.

2) Более уместно добавить глутаральдегид в диапазоне от 0,25% до 0,44%. Когда количество добавления глутаральдегида составляет 0,25%, всеобъемлющие механические свойства и оптические свойства пленки HPMC лучше; После сшивки растворимость водой пленки HPMC продлена, а растворимость воды снижается. Когда количество добавления глутаральдегида составляет 0,44%, время растворимости воды достигает около 135 минут.

Глава 5 Природная антиоксидантная гидроуражаемая упаковочная пленка HPMC

5.1 Введение

Чтобы расширить применение гидроксипропилметилцеллюлозной пленки в пищевой упаковке, в этой главе используется антиоксидант бамбуковых листьев (AOB) в качестве натуральной антиоксидантной добавки и использует метод формирования пленки раствора для приготовления натуральных антиоксидантов листьев бамбука с различными массовыми фракциями. Антиоксидант HPMC водорастворимая упаковочная пленка, изучает антиоксидантные свойства, растворимость воды, механические свойства и оптические свойства пленки и обеспечивают основу для его применения в системах пищевой упаковки.

5.2 Экспериментальная часть

5.2.1 Экспериментальные материалы и экспериментальные инструменты

Tab.5.1 Экспериментальные материалы и спецификации

Tab.5.2 Экспериментальный аппарат и спецификации

5.2.2 Подготовка образца

Приготовьте гидроксипропилметилцеллюлозу водорастворимые упаковочные пленки с различными количествами антиоксидантов с бамбуковыми листьями по методу литья раствора: приготовление 5%гидроксипропилметилцеллюлозного водного раствора, а затем и добавляет гидроксипропилметилцеллюлозу добавить определенные проденты (0%, 0,0%. 0,07%, 0,09%) антиоксидантов из бамбуковых листьев в раствор пленки целлюлозной пленки и продолжайте перемешивать

Чтобы быть полностью смешанным, дайте постоять при комнатной температуре в течение 3-5 минут (дефорирование), чтобы подготовить растворы для формирования пленки HPMC, содержащие различные массовые фракции антиоксидантов бамбуковых листьев. Высушите его в духовке взрыва и положите в сушивую духовку для последующего использования после съемки пленки. Приготовленная гидроксипропиловая метилцеллюлоза водорастворимая упаковочная пленка, добавленная с антиоксидантом из бамбуковых листьев, называется пленкой AOB/HPMC в течение короткого времени.

5.2.3 Характеристика и тестирование производительности

5.2.3.1 Анализ инфракрасной абсорбционной спектроскопии (FT-IR)

Инфракрасные спектры поглощения пленок HPMC были измерены в режиме ATR с использованием инфракрасного спектрометра преобразования Nicolet 5700 Fourier, создаваемого термоэлектрической корпорацией.

5.2.3.2.

5.2.3.3 Определение антиоксидантных свойств

Чтобы измерить антиоксидантные свойства подготовленных пленок HPMC и пленок AOB/HPMC, в этом эксперименте использовался метод массового удаления свободных радикалов DPPH, чтобы измерить скорость утилизации пленок для свободных радикалов DPPH, чтобы косвенно измерить сопротивление окисления пленки.

Приготовление раствора DPPH: в условиях затенения растворяйте 2 мг DPPH в 40 мл растворителя этанола и ультразвуком в течение 5 минут, чтобы сделать раствор равномерным. Храните в холодильнике (4 ° C) для последующего использования.

Ссылаясь на экспериментальный метод Zhong Yuanssheng [81], с небольшой модификацией, измерение значения A0: возьмите 2 мл раствора DPPH в пробирку, затем добавьте 1 мл дистиллированной воды, чтобы полностью встряхивать и смешивать, и измерить значение A (519 нм) с помощью ультрафиолетометра. A0. Измерение значения: добавьте 2 мл раствора DPPH в пробирку, затем добавьте 1 мл раствора тонкой пленки HPMC, чтобы тщательно перемешать, измерить значение с УФ -спектрофотометром, взять воду в качестве пустого управления и три параллельные данные для каждой группы. Метод расчета расчета свободных радикалов DPPH относится к следующей формуле,

В формуле: A - поглощение образца; A0 - пустой элемент управления

5.2.3.4 Определение механических свойств: так же, как 2.2.3.2

5.2.3.5 Определение оптических свойств

Оптические свойства являются важными показателями прозрачности упаковочных пленок, в основном включая коэффициент пропускания и дымка фильма. Продавень и дымка пленок были измерены с использованием тестера для вырубки пропускания. Световая пропускная способность и дымка пленок измеряли при комнатной температуре (25 ° C и 50% RH) на испытательных образцах с чистыми поверхностями и без складок.

5.2.3.6 Определение растворимости воды

Разрежьте пленку 30 мм × 30 мм толщиной около 45 мкм, добавьте 100 мл воды в стакан 200 мл, поместите пленку в центр поверхности неподвижной воды и измерьте время, чтобы пленка полностью исчезла. Если пленка прилипает к стене стакана, ее необходимо снова измерить, и результат получен как средний показатель в 3 раза, устройство составляет мин.

5.2.4 Обработка данных

Экспериментальные данные были обработаны с помощью Excel и графики с помощью программного обеспечения Origin.

5.3 Результаты и анализ

5.3.1 FT-IR Анализ

Рис.. 1 FTIR пленок HPMC и AOB/HPMC

У органических молекул атомы, которые образуют химические связи или функциональные группы, находятся в состоянии постоянной вибрации. Когда органические молекулы облучаются инфракрасным светом, химические связи или функциональные группы в молекулах могут поглощать вибрации, чтобы можно было получить информацию о химических связях или функциональных группах в молекуле. На рисунке 5.1 показаны спектры FTIR пленки HPMC и пленка AOB/HPMC. Из рисунка 5 видно, что характерная скелетная вибрация гидроксипропилцеллюлозы в основном концентрируется в 2600 ~ 3700 см-1 и 750 ~ 1700 см-1. Сильная частота вибрации в области 950-1250 см-1 является главным образом характерной областью вибрации растягивания скелета СО. Полоса поглощения пленки HPMC вблизи 3418 см-1 вызвана растягивающей вибрацией связи ОН, а пик поглощения гидроксильной группы в гидроксипропоксинской группе при 1657 см-1 вызван растягивающей вибрацией структуры [82]. Пики поглощения при 1454 см-1, 1373 см-1, 1315 см-1 и 945 см-1 были нормализованы с асимметричными, симметричными деформационными вибрациями, в плоскости и изгибающих изгибающих вибрациях, принадлежащих -ч3 [83]. HPMC был изменен с помощью AOB. С добавлением AOB положение каждого характерного пика AOB/HPMC не сдвинулось, что указывает на то, что добавление AOB не разрушило группы самого HPMC. Растягивающая вибрация связи ОН в полосе поглощения пленки AOB/HPMC вблизи 3418 см-1 ослаблена, и изменение пиковой формы в основном вызвано изменением смежных метил и метиленовых полос из-за индукции водородной связи. 12], видно, что добавление AOB оказывает влияние на межмолекулярные водородные связи.

5.3.2 рентгенограмма

Рис.5.2 xrd HPMC и AOB/

Рис.5.2 рентгенограмма пленок HPMC и AOB/HPMC

Кристаллическое состояние пленок было проанализировано с помощью широкоугольной рентгеновской дифракции. На рисунке 5.2 показаны рентгенограммы фильмов HPMC и пленок AAOB/HPMC. Из рисунка видно, что пленка HPMC имеет 2 дифракционные пики (9,5 °, 20,4 °). При добавлении AOB дифракционные пики около 9,5 ° и 20,4 ° значительно ослаблены, что указывает на то, что молекулы пленки AOB/HPMC расположены упорядоченным образом. Способность снизилась, что указывает на то, что добавление AOB нарушило расположение гидроксипропилметилцеллюлозной молекулярной цепи, разрушило исходную кристаллическую структуру молекулы и уменьшила регулярное расположение гидроксипропилметилцеллюлозы.

5.3.3 Антиоксидантные свойства

Чтобы изучить влияние различных добавлений AOB на устойчивость к окислению пленок AOB/HPMC, пленки с различными добавлениями AOB (0, 0,01%, 0,03%, 0,05%, 0,07%, 0,09%), были исследованы соответственно. Эффект скорости поглощения базы результаты показаны на рисунке 5.3.

Рис.5.3. Влияние фильмов HPMC под содержанием AOB на житель DPPH

Из рисунка 5.3 видно, что добавление антиоксиданта AOB значительно улучшило скорость поглощения радикалов DPPH с помощью пленок HPMC, то есть антиоксидантные свойства пленок были улучшены, и с увеличением добавления AOB, поглощение радикалов DPPH сначала увеличивалось. Когда сумма добавления AOB составляет 0,03%, пленка AOB/HPMC оказывает наилучшее влияние на частоту масштабирования свободных радикалов DPPH, а его частота поглощения для свободных радикалов DPPH достигает 89,34%, то есть пленка AOB/HPMC обладает лучшей производительностью антиокисления в это время; Когда содержание AOB составляло 0,05% и 0,07%, скорость поглощения свободных радикалов DPPH пленки AOB/HPMC была выше, чем в группе 0,01%, но значительно ниже, чем в группе 0,03%; Это может быть связано с чрезмерными природными антиоксидантами, добавление AOB привело к агломерации молекул AOB и неравномерного распределения в пленке, что влияет на эффект антиоксидантного эффекта пленок AOB/HPMC. Видно, что пленка AOB/HPMC, приготовленная в эксперименте, имеет хорошие антиоксидические показатели. Когда количество добавления составляет 0,03%, производительность антиокисления пленки AOB/HPMC является самым сильным.

5.3.4 Растворимость воды

Из рисунка 5.4 влияние антиоксидантов листьев бамбука на растворимость гидроксипропилцеллюлозы гидроксипропилцеллюлозы, можно видеть, что различные добавления AOB оказывают значительное влияние на растворимость воды HPMC. После добавления AOB, с увеличением количества AOB, водорастворимое время пленки было короче, что указывает на то, что вода для пленки AOB/HPMC была лучше. То есть добавление AOB улучшает растворимость воды AOB/HPMC пленки. Из предыдущего анализа XRD можно увидеть, что после добавления AOB кристалличность пленки AOB/HPMC уменьшается, а сила между молекулярными цепями ослаблена, что облегчает для молекул воды в определенную степень выйти в пленку AOB/HPMC, поэтому пленка AOB/HPMC улучшается до определенной степени. Растворимость воды в воде.

Рис.5.4. Влияние AOB на воду растворится в пленках HPMC

5.3.5 Механические свойства

Рис.5.5 Влияние AOB на прочность на растяжение и удлинение пленок HPMC

Применение тонкопленочных материалов становится все более и более обширным, и его механические свойства оказывают большое влияние на обслуживание поведения систем на основе мембран, что стало основной точкой исследования. На рисунке 5.5 показана прочность на растяжение и удлинение на кривых разрывах пленок AOB/HPMC. Из рисунка видно, что различные дополнения AOB оказывают значительное влияние на механические свойства пленок. После добавления AOB, с увеличением добавления AOB, AOB/HPMC. Прочность на растяжение пленки показала тенденцию к снижению, в то время как удлинение при разрыве показало тенденцию сначала увеличение, а затем уменьшение. Когда содержание AOB составляло 0,01%, удлинение при разрыве пленки достигло максимального значения около 45%. Влияние AOB на механические свойства пленок HPMC очевидно. Из рентгеновского анализа можно видеть, что добавление антиоксиданта AOB снижает кристалличность пленки AOB/HPMC, тем самым уменьшая прочность на растяжение пленки AOB/HPMC. Удлинение при разрыве сначала увеличивается, а затем уменьшается, потому что AOB имеет хорошую растворимость и совместимость воды и является небольшим молекулярным веществом. В процессе совместимости с HPMC сила взаимодействия между молекулами ослаблена, а пленка смягчена. Жесткая структура делает пленку AOB/HPMC мягким, а удлинение при разрыве пленки увеличивается; По мере того, как AOB продолжает увеличиваться, удлинение при разрыве пленки AOB/HPMC уменьшается, потому что молекулы AOB в пленке AOB/HPMC делают макромолекулы. Разрыв между цепями увеличивается, и между макромолекулами нет точки, и пленка легко сломается, так что удруение на разрыве AOBM -chpm.

5.3.6 Оптические свойства

Рис.5.6 Влияние AOB на оптическое свойство HPMC Films

Рисунок 5.6 представляет собой график, показывающий изменение пропускания и дымки пленок AOB/HPMC. Из рисунка видно, что при увеличении количества добавленного AOB продавитель пленки AOB/HPMC уменьшается и увеличивается дымка. Когда содержание AOB не превышало 0,05%, скорость изменений пропускания света и дымки пленок AOB/HPMC была медленной; Когда содержание AOB превышало 0,05%, скорости изменений пропускания света и дымки были ускорены. Следовательно, количество добавленного AOB не должно превышать 0,05%.

5.4 Разделы этой главы

Принимая антиоксидант листьев бамбука (AOB) в качестве натурального антиоксидантного и гидроксипропилового метилцеллюлозы (HPMC) в качестве матрицы формирования пленки, новый тип натуральной антиоксидантной пленки упаковки был подготовлен с помощью метода смешивания растворов и создания формирования пленки. Водорастворимая упаковочная пленка AOB/HPMC, приготовленная в этом эксперименте, обладает функциональными свойствами антиокисления. Пленка AOB/HPMC с 0,03% AOB имеет скорость поглощения около 89% для свободных радикалов DPPH, а эффективность массовой информации является лучшей, что лучше, чем без AOB. Пленка HPMC на 61% улучшилась. Растворимость воды также значительно улучшается, и механические свойства и оптические свойства снижаются. Улучшенная устойчивость к окислению материалов AOB/HPMC расширила свое применение в упаковке пищевых продуктов.

ГЛАВА VI ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1) С увеличением концентрации формирования пленки HPMC, механические свойства пленки сначала увеличились, а затем уменьшились. Когда концентрация формирования пленки HPMC составляла 5%, механические свойства пленки HPMC были лучше, а прочность на растяжение составляла 116 МПа. Удлинение при перерыве составляет около 31%; Оптические свойства и растворимость воды уменьшаются.

2) При повышении температуры формирования пленки механические свойства пленок сначала увеличились, а затем уменьшились, оптические свойства улучшились, а растворимость воды уменьшилась. Когда температура формирования пленки составляет 50 ° C, общая производительность лучше, прочность на растяжение составляет около 116 МПа, пропускание света составляет около 90%, а время распада воды составляет около 55 минут, поэтому температура формирования пленки более подходит при 50 ° C.

3) Используя пластификаторы для улучшения прочности пленок HPMC, с добавлением глицерина, удлинение при разрыве пленок HPMC значительно увеличилось, в то время как прочность на растяжение снижалась. Когда количество добавленного глицерина составляло от 0,15%до 0,25%, удлинение при разрыве пленки HPMC составляло около 50%, а прочность на разрыв составляла около 60 МПа.

4) С добавлением сорбита удлинение при разрыве пленки сначала увеличивается, а затем уменьшается. Когда добавление сорбита составляет около 0,15%, удлинение при разрыве достигает 45%, а прочность на растяжение составляет около 55 МПа.

5) Добавление двух пластификаторов, глицерина и сорбитала, оба уменьшили оптические свойства и растворимость в воде пленок HPMC, и снижение было не очень большим. Сравнивая пластизирующий эффект двух пластификаторов на пленки HPMC, можно видеть, что пластизирующий эффект глицерина лучше, чем у сорбита.

6) с помощью инфракрасной спектроскопии поглощения (FTIR) и широкоугольного рентгеновского анализа дифракционного анализа, сшивание глютаральдегида и HPMC и кристалличность после сшивки изучали. С добавлением глютаральдегида сшитого агента, прочность на растяжение и удлинение при разрыве подготовленных пленок HPMC сначала увеличились, а затем уменьшились. Когда добавление глутаральдегида составляет 0,25%, всеобъемлющие механические свойства пленок HPMC лучше; После сшивания время водного уравновешивания продлевается, а вода-растворимость уменьшается. Когда добавление глутаральдегида составляет 0,44%, время водопровода достигает около 135 минут.

7) Добавление соответствующего количества природного антиоксиданта AOB в пленку, образующий раствор пленки HPMC, подготовленная водорастворимая пленка AOB/HPMC обладает функциональными свойствами антиокисления. Пленка AOB/HPMC с 0,03% AOB добавила 0,03% AOB, чтобы вырвать свободные радикалы DPPH. Скорость удаления составляет около 89%, а эффективность удаления является лучшей, что на 61% выше, чем у пленки HPMC без AOB. Растворимость воды также значительно улучшается, и механические свойства и оптические свойства снижаются. Когда количество добавления 0,03% AOB, эффект антиоксидирования пленки является хорошим, а улучшение антиоксидирования пленки AOB/HPMC расширяет применение этого материала для упаковки в пищевой упаковке.