Hydroksypropylmetylcellulose(HPMC) er et naturlig polymermateriale med rikelig ressurser, fornybar og god vannløselighet og filmdannende egenskaper. Det er et ideelt råstoff for fremstilling av vannløselige emballasjefilmer.
Vannløselig emballasjefilm er en ny type grønt emballasjemateriale, som har fått omfattende oppmerksomhet i Europa og USA og andre land. Det er ikke bare trygt og praktisk å bruke, men løser også problemet med avfallshåndtering. For tiden bruker vannløselige filmer hovedsakelig petroleumsbaserte materialer som polyvinylalkohol og polyetylenoksyd som råvarer. Petroleum er en ikke-fornybar ressurs, og storskala bruk vil forårsake ressursmangel. Det er også vannløselige filmer som bruker naturlige stoffer som stivelse og protein som råvarer, men disse vannoppløselige filmene har dårlige mekaniske egenskaper. I denne artikkelen ble en ny type vannoppløselig emballasjefilm fremstilt ved å støpe filmdannende metode ved bruk av hydroksypropylmetylcellulose som råstoff. Effektene av konsentrasjonen av HPMC-filmdannende væske- og filmdannende temperatur på strekkfastheten, forlengelse ved brudd, lysoverføring og vannløselighet av HPMC vannoppløselige emballasjefilmer ble diskutert. Glyserol, sorbitol og glutaraldehyd ble brukt ytterligere forbedring av ytelsen til HPMC vannløselig emballasjefilm. Til slutt, for å utvide anvendelsen av HPMC vannoppløselig emballasjefilm i matemballasje, ble bambusbladantioksidant (AOB) brukt til å forbedre antioksidantegenskapene til HPMC vannløselig emballasjefilm. Hovedfunnene er som følger:
(1) Med økningen av HPMC -konsentrasjonen økte strekkfastheten og forlengelsen ved brudd på HPMC -filmer, mens lysoverføringen avtok. Når HPMC -konsentrasjonen er 5% og filmformingstemperaturen er 50 ° C, er de omfattende egenskapene til HPMC -filmen bedre. På dette tidspunktet er strekkfastheten omtrent 116MPa, forlengelsen ved pause er omtrent 31%, lysoverføringen er 90%, og vannoppløsningstiden er 55 minutter.
(2) myknerne glyserol og sorbitol forbedret de mekaniske egenskapene til HPMC -filmer, noe som økte deres forlengelse betydelig i pause. Når innholdet i glyserol er mellom 0,05%og 0,25%, er effekten den beste, og forlengelsen ved brudd på HPMC vannløselig emballasjefilm når omtrent 50%; Når innholdet av sorbitol er 0,15%, øker forlengelsen ved brudd til 45% eller så. Etter at HPMC-vannoppløselig emballasjefilm ble modifisert med glyserol og sorbitol, reduserte strekkfastheten og optiske egenskaper, men reduksjonen var ikke signifikant.
(3) Infrarød spektroskopi (FTIR) av glutaraldehyd-tverrbundet HPMC vannoppløselig emballasjefilm viste at glutaraldehyd hadde tverrbundet med filmen, og reduserte vannløseligheten til HPMC-vannløsningen med filmen. Når tilsetningen av glutaraldehyd var 0,25%, nådde de mekaniske egenskapene og optiske egenskapene til filmene det optimale. Da tilsetningen av glutaraldehyd var 0,44%, nådde vannoppløsningstiden 135 minutter.
(4) Å legge til en passende mengde AOB til HPMC vannløselig emballasjefilmfilmdannende løsning kan forbedre antioksidantegenskapene til filmen. Da 0,03% AOB ble tilsatt, hadde AOB/HPMC -filmen en rensingsgrad på omtrent 89% for DPPH -frie radikaler, og den rensende effektiviteten var den beste, som var 61% høyere enn HPMC -filmen uten AOB, og vannløseligheten var også betydelig forbedret.
Stikkord: vannløselig emballasjefilm; hydroksypropylmetylcellulose; mykner; tverrbindingsmiddel; antioksidant.
Innholdsfortegnelse
Sammendrag…………………………………………. …………………………………………… ……………………………………… .I
Sammendrag ……………………………………………… ……………………………………………………………………………… II
Innholdsfortegnelse ………………………………………. …………………………………………… ………………………… i
Kapittel én introduksjon ……………………………………. …………………………………………………………… ..1
1.1 Vannsoppløselig film ……………………………………………………………………………………………………………… .1.
1.1.1Polyvinylalkohol (PVA) vannløselig film …………………………………………………………… 1
1.1.2Polyetylenoksyd (PEO) vannløselig film …………………………………………………… ..2
1.1.3Starch-basert vannløselig film ………………………………………… ………………………………………… .2
1.1.4 Proteinbaserte vannløselige filmer ………………………………………… ………………………………… .2
1.2 Hydroksypropylmetylcellulose …………………………………………… .. ………………………………………… 3
1.2.1 Strukturen av hydroksypropylmetylcellulose …………………………………………………… .3
1.2.2 Vannløselighet av hydroksypropylmetylcellulose ………………………………………… ………… 4
1.2.3 Filmdannende egenskaper til hydroksypropylmetylcellulose …………………………………… .4
1.3 Modifisering av plastisering av hydroksypropylmetylcellulosefilm ……………………………… ..4
1.4 Tverrbindingsmodifisering av hydroksypropylmetylcellulosefilm …………………………… .5
1.5 Antioksidative egenskaper til hydroksypropylmetylcellulosefilm …………………………………. 5
1.6 Forslag om emnet ………………………………………………………………. ……………………………………… .7
1.7 Forskningsinnhold ………………………………………… ……………………………………………………………… ..7
Kapittel 2 Forberedelse og egenskaper ved hydroksypropylmetylcellulose Vannløselig emballasjefilm …………………………………………………………………………………………………………………………………… .8
2.1 Innledning ………………………………………… ……………………………………………………………………………. 8
2.2 Eksperimentelt avsnitt ……………………………………………………………. ……………………………………… .8
2.2.1 Eksperimentelle materialer og instrumenter ……………………………………………………………. ……… ..8
2.2.2 Prøveforberedelse …………………………………………… ……………………………………………………… ..9
2.2.3 Karakterisering og ytelsestesting ……………………………………… .. ……………………… .9
2.2.4 Databehandling …………………………………………. ……………………………………………………………… 10
2.3 Resultater og diskusjon ………………………………………… ……………………………………………………… 10
2.3.1 Effekten av filmdannende løsningskonsentrasjon på HPMC-tynne filmer ………………………… .. ……………………………………………………………………………………………………………………. 10
2.3.2 Påvirkning av filmdannelsestemperatur på HPMC tynne filmer ………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………… ..13
2.4 Kapitteloppsummering ………………………………………… ……………………………………… .. 16
Kapittel 3 Effekter av myknere på HPMC vannløselige emballasjefilmer …………………………………………………………………… ..17
3.1 Innledning ……………………………………………………………………………………………………………… 17
3.2 Eksperimentell seksjon ………………………………………………… ……………………………………………………… ..17
3.2.1 Eksperimentelle materialer og instrumenter ……………………………………………………………………… 17
3.2.2 Prøveforberedelse ………………………………………… …………………………… 18
3.2.3 Karakterisering og ytelsestesting ……………………………………… .. …………………… .18
3.2.4 Databehandling …………………………………………………………. ……………………………………… ..19
3.3 Resultater og diskusjon ……………………………………………………………………………………… 19
3.3.1 The effect of glycerol and sorbitol on the infrared absorption spectrum of HPMC thin films …………………………………………………………………………………………………………………………….19
3.3.2 The effect of glycerol and sorbitol on the XRD patterns of HPMC thin films ……………………………………………………………………………………………………………………………………..20
3.3.3 Effekter av glyserol og sorbitol på de mekaniske egenskapene til HPMC tynne filmer …………………………………………………………………………………………………………………………………… .21
3.3.4 Effekter av glyserol og sorbitol på de optiske egenskapene til HPMC -filmer ……………………………………………………………………………………………………………………………………….
3.3.5 Påvirkningen av glyserol og sorbitol på vannløseligheten til HPMC -filmer ………. 23
3.4 Kapitteloppsummering ………………………………………… …………………………………………………… ..24
Kapittel 4 Effekter av tverrbindingsmidler på HPMC vannløselige emballasjefilmer …………………………………………………………………………………………………………………………………
4.1 Innledning …………………………………………………………………………………………………………. 25
4.2 Eksperimentell seksjon …………………………………………………………………………………………… 25
4.2.1 Eksperimentelle materialer og instrumenter ……………………………………………………… 25
4.2.2 Prøveforberedelse …………………………………………………………………………………… ..26
4.2.3 Karakterisering og ytelsestesting ……………………………………… .. ………… .26
4.2.4 Databehandling ………………………………………………………………. ……………………………………… ..26
4.3 Resultater og diskusjon ………………………………………………………………………………………………… 27
4.3.1 Infrared absorption spectrum of glutaraldehyde-crosslinked HPMC thin films……………………………………………………………………………………………………………………………………………..27
4.3.2 XRD-mønstre av glutaraldehyd tverrbundet HPMC tynne filmer ………………………… ..27
4.3.3 Effekten av glutaraldehyd på vannløseligheten til HPMC -filmer ………………… ..28
4.3.4 Effekten av glutaraldehyd på de mekaniske egenskapene til HPMC tynne filmer… 29
4.3.5 Effekten av glutaraldehyd på de optiske egenskapene til HPMC -filmer ………………… 29
4.4 Kapitteloppsummering ………………………………………… ……………………………………… .. 30
Kapittel 5 Naturlig antioksidant HPMC vannløselig emballasjefilm ………………………… ..31
5.1 Innledning ……………………………………………………………………………………………………………………….
5.2 Eksperimentell seksjon …………………………………………………………………………………………………………… 31
5.2.1 Eksperimentelle materialer og eksperimentelle instrumenter ……………………………………………… 31
5.2.2 Prøveforberedelse ………………………………………………………………………………………………… .32
5.2.3 Karakterisering og ytelsestesting ……………………………………… .. ……………………… 32
5.2.4 Databehandling …………………………………………………………. …………………………………………………… 33
5.3 Resultater og analyse ………………………………………………………………………………………………………… .33
5.3.1 FT-IR-analyse …………………………………………… ………………………………………………………….
5.3.2 XRD -analyse …………………………………………… ……………………………………………………… ..34
5.3.3 Antioksidantegenskaper …………………………………………………………………………………………… 34
5.3.4 Vannløselighet …………………………………………… …………………………………………………………… .35
5.3.5 Mekaniske egenskaper ……………………………………………………………………………………………… ..36
5.3.6 Optisk ytelse ………………………………………………… ………………………………………….
5.4 Kapitteloppsummering ………………………………………… ……………………………………………… ……… .37
Kapittel 6 Konklusjon ………………………………………………………………. …………………………………… ..39
Referanser ………………………………………… ……………………………………………………………………………… 40
Forskningsresultater under studier ……………………………………………………………………… ..44
Anerkjennelser ………………………………………… ……………………………………………………………… .46
Kapittel én introduksjon
Som et nytt grønt emballasjemateriale har vannoppløselig emballasjefilm blitt mye brukt i emballasjen til forskjellige produkter i fremmede land (som USA, Japan, Frankrike, etc.) [1]. Vannløselig film, som navnet tilsier, er en plastfilm som kan oppløses i vann. Den er laget av vannløselige polymermaterialer som kan oppløses i vann og fremstilles ved en spesifikk filmdannende prosess. På grunn av sine spesielle egenskaper er den veldig egnet for folk å pakke. Derfor har flere og flere forskere begynt å ta hensyn til kravene til miljøvern og bekvemmelighet [2].
1.1 Vannløselig film
For tiden er vannløselige filmer hovedsakelig vannløselige filmer som bruker petroleumsbaserte materialer som polyvinylalkohol og polyetylenoksyd som råvarer, og vannløselige filmer ved bruk av naturlige stoffer som stivelse og protein som råvarer.
1.1.1 Polyvinylalkohol (PVA) vannløselig film
For tiden er de mest brukte vannoppløselige filmene i verden hovedsakelig vannløselige PVA-filmer. PVA er en vinylpolymer som kan brukes av bakterier som en karbonkilde og energikilde, og kan dekomponeres under virkningen av bakterier og enzymer [3]], som tilhører et slags biologisk nedbrytbart polymermateriale med lav pris, utmerket oljeresistens, løsningsmiddelmotstand og gasbarrieregenskaper [4]. PVA -film har gode mekaniske egenskaper, sterk tilpasningsevne og god miljøvern. Det har vært mye brukt og har en høy grad av kommersialisering. Det er den klart mest brukte og den største vannoppløselige emballasjefilmen i markedet [5]. PVA har god nedbrytbarhet og kan dekomponeres av mikroorganismer for å generere CO2 og H2O i jorden [6]. Det meste av forskningen på vannløselige filmer nå er å endre og blande dem for å få bedre vannløselige filmer. Zhao Linlin, Xiong Hanguo [7] studerte tilberedningen av en vannløselig emballasjefilm med PVA som hoved råstoff, og bestemte det optimale masseforholdet ved ortogonalt eksperiment: oksidert stivelse (O-ST) 20%, gelatin 5%, glyserol 16%, nodiumdodecylsulfatin. Etter mikrobølgeovntørking av den oppnådde filmen er den vannoppløselige tiden i vann ved romtemperatur 101s.
Ut fra den nåværende forskningssituasjonen, er PVA -film mye brukt, lave kostnader og utmerket i forskjellige egenskaper. Det er det mest perfekte vannoppløselige emballasjematerialet for tiden. Som et petroleumsbasert materiale er PVA imidlertid en ikke-fornybar ressurs, og dens råstoffproduksjonsprosess kan være forurenset. Selv om USA, Japan og andre land har oppført det som et giftig stoff, er sikkerheten fortsatt åpen for spørsmål. Både innånding og inntak er skadelig for kroppen [8], og det kan ikke kalles en komplett grønn kjemi.
1.1.2 Polyetylenoksyd (PEO) vannløselig film
Polyetylenoksid, også kjent som polyetylenoksyd, er en termoplastisk, vannløselig polymer som kan blandes med vann i et hvilket som helst forhold ved romtemperatur [9]. Den strukturelle formelen for polyetylenoksyd er H-(-OCH2CH2-) N-OH, og dens relative molekylmasse vil påvirke dens struktur. Når molekylvekten er i området 200 ~ 20000, kalles det polyetylenglykol (PEG), og molekylvekten er større enn 20 000 kan kalles polyetylenoksid (PEO) [10]. PEO er et hvitt flytende granulært pulver, som er lett å behandle og form. PEO -filmer tilberedes vanligvis ved å tilsette myknere, stabilisatorer og fyllstoffer til PEO -harpikser gjennom termoplastisk prosessering [11].
PEO Film er en vannløselig film med god vannløselighet for tiden, og dens mekaniske egenskaper er også gode, men PEO har relativt stabile egenskaper, relativt vanskelige nedbrytningsforhold og langsom nedbrytningsprosess, som har en viss innvirkning på miljøet, og de fleste av hovedfunksjonene kan brukes. PVA -filmalternativ [12]. I tillegg har PEO også visse toksisiteter, så den brukes sjelden i produktemballasje [13].
1.1.3 Stivelsesbasert vannløselig film
Stivelse er en naturlig høy molekylær polymer, og dens molekyler inneholder et stort antall hydroksylgrupper, så det er et sterkt interaksjon mellom stivelsesmolekyler, slik at stivelse er vanskelig å smelte og behandle, og kompatibiliteten til stivelse er dårlig, og det er vanskelig å samhandle med andre polymerer. behandlet sammen [14,15]. Stivelsens vannløselighet er dårlig, og det tar lang tid å svelle i kaldt vann, så modifisert stivelse, det vil si vannløselig stivelse, brukes ofte til å tilberede vannoppløselige filmer. Generelt er stivelse kjemisk modifisert ved metoder som forestring, eterifisering, poding og tverrbinding for å endre den opprinnelige strukturen til stivelse, og dermed forbedre vannløseligheten til stivelse [7,16].
Introduser eterbindinger i stivelsesgrupper med kjemiske midler eller bruk sterke oksidanter for å ødelegge den iboende molekylstrukturen til stivelse for å oppnå modifisert stivelse med bedre ytelse [17], og for å oppnå vannoppløselig stivelse med bedre filmdannende egenskaper. Ved lav temperatur har stivelsesfilm ekstremt dårlige mekaniske egenskaper og dårlig åpenhet, så i de fleste tilfeller må den imidlertid utarbeides ved å blande med andre materialer som PVA, og den faktiske bruksverdien er ikke høy.
1.1.4 Proteinbasert vannløselig tynn
Protein er et biologisk aktivt naturlig makromolekylært stoff som er inneholdt i dyr og planter. Siden de fleste proteinstoffer er uoppløselige i vann ved romtemperatur, er det nødvendig å løse løseligheten av proteiner i vann ved romtemperatur for å fremstille vannoppløselige filmer med proteiner som materialer. For å forbedre løseligheten av proteiner, må de endres. Vanlige kjemiske modifiseringsmetoder inkluderer avfaltaleminasjon, ftaloamidering, fosforylering, etc. [18]; Effekten av modifisering er å endre vevsstrukturen til proteinet, og dermed øke løseligheten, gelering, funksjonaliteter som vannabsorpsjon og stabilitet oppfyller behovene til produksjon og prosessering. Proteinbaserte vannløselige filmer kan produseres ved å bruke landbruks- og sidelinjeproduktavfall som animalsk hårhet som råvarer, eller ved å spesialisere seg i produksjon av høye proteinplanter for å oppnå råvarer, uten behov for petrokjemisk industri, og materialene er fornybare og har mindre innvirkning på miljøet [19]. Imidlertid har de vannløselige filmene fremstilt av samme protein som matrisen dårlige mekaniske egenskaper og lav vannløselighet ved lav temperatur eller romtemperatur, så påføringsområdet deres er smalt.
For å oppsummere er det av stor betydning å utvikle et nytt, fornybart, vannløselig emballasjefilmmateriale med utmerket ytelse for å forbedre manglene ved nåværende vannløselige filmer.
Hydroksypropylmetylcellulose (hydroksypropylmetylcellulose, HPMC for kort) er et naturlig polymermateriale, ikke bare rik på ressurser, men også ikke-giftig, ufarlig, lavkostnad, som ikke konkurrerer med mennesker om mat, og en rik fornybar ressurs i naturen [20]]. Den har god vannløselighet og filmdannende egenskaper, og har betingelser for å tilberede vannoppløselige emballasjefilmer.
1.2 Hydroksypropylmetylcellulose
Hydroksypropylmetylcellulose (hydroksypropylmetylcellulose, HPMC for kort), også forkortet som hypromellose, oppnås fra naturlig cellulose gjennom alkaliseringsbehandling, eterifiseringsmodifisering, nøytraliseringsreaksjon og vasking og tørkingsprosesser. Et vannløselig cellulosededat [21]. Hydroksypropylmetylcellulose har følgende egenskaper:
(1) Rike og fornybare kilder. Råstoffet til hydroksypropylmetylcellulose er den mest tallrike naturlige cellulosen på jorden, som tilhører organiske fornybare ressurser.
(2) Miljøvennlig og biologisk nedbrytbar. Hydroksypropylmetylcellulose er ikke-giftig og ufarlig for menneskekroppen og kan brukes i medisin og matindustri.
(3) bredt utvalg av bruksområder. Som et vannløselig polymermateriale har hydroksypropylmetylcellulose god vannløselighet, spredning, tykning, vannretensjon og filmdannende egenskaper, og kan brukes mye i byggematerialer, tekstiler, etc., mat, daglige kjemikalier, belegg og elektronikk og andre industrifelt [21].
1.2.1 Struktur av hydroksypropylmetylcellulose
HPMC oppnås fra naturlig cellulose etter alkalisering, og en del av dens polyhydroksypropyleter og metyl er eterifisert med propylenoksyd og metylklorid. Den generelle kommersialiserte HPMC -metylsubstitusjonsgraden varierer fra 1,0 til 2,0, og hydroksypropyl -gjennomsnittlig substitusjonsgrad varierer fra 0,1 til 1,0. Den molekylære formelen er vist i figur 1.1 [22]
På grunn av den sterke hydrogenbindingen mellom naturlige cellulosemakromolekyler, er det vanskelig å oppløse i vann. Løseligheten av eterifisert cellulose i vann forbedres betydelig fordi etergrupper blir introdusert i eterifisert cellulose, noe som ødelegger hydrogenbindinger mellom cellulosemolekyler og øker dens løselighet i vann [23]]. Hydroksypropylmetylcellulose (HPMC) er en typisk hydroksyalkylalkylblandet eter [21], den strukturelle enheten D-glukopyranoserest inneholder metoksy (-och3), hydrosypropoxy (-och2 ch-cellen) og ure-en-en-en-en-en-en-ene-p-ene-p-ensyxen, hydrok-ene, hydroxyten, hydrok-ene (-och2 ch-(-och3) n oh) og ikke-en-en-ene, er en ohdroxyl-groups (-och2 ch-(-och. Koordinering og bidrag fra hver gruppe. -[OCH2CH (CH3)] N OH Hydroksylgruppen på slutten av N OH -gruppen er en aktiv gruppe, som kan være ytterligere alkylert og hydroksyalkylert, og den forgrenede kjeden er lengre, som har en viss intern plastiserende effekt på den makromolekylære kjeden; -OCH3 er en sluttkappegruppe, reaksjonsstedet vil bli inaktivert etter substitusjon, og det tilhører en kortstrukturert hydrofob gruppe [21]. Hydroksylgruppene på den nylig tilsatte grenkjeden og hydroksylgruppene som er igjen på glukoserestene kan modifiseres av gruppene ovenfor, noe som resulterer i ekstremt komplekse strukturer og justerbare egenskaper innenfor et visst energiområde [24].
1.2.2 Vannløselighet av hydroksypropylmetylcellulose
Hydroksypropylmetylcellulose har mange utmerkede egenskaper på grunn av sin unike struktur, hvor den mest bemerkelsesverdige er vannløseligheten. Den svulmer inn i en kolloidal løsning i kaldt vann, og løsningen har viss overflateaktivitet, høy gjennomsiktighet og stabil ytelse [21]. Hydroksypropylmetylcellulose er faktisk en celluloseeter oppnådd etter at metylcellulose er modifisert ved propylenoksydeterifisering, så den har fortsatt egenskapene til kaldtvannsløselighet og varmtvannsoppløselighet som metylcellulose [21], og vannets løselighet i vann ble forbedret. Metylcellulose må plasseres ved 0 til 5 ° C i 20 til 40 minutter for å oppnå en produktløsning med god gjennomsiktighet og stabil viskositet [25]. Løsningen av hydroksypropylmetylcelluloseprodukt trenger bare å være ved 20-25 ° C for å oppnå god stabilitet og god åpenhet [25]. For eksempel kan den pulveriserte hydroksypropylmetylcellulosen (granulær form 0,2-0,5 mm) lett oppløses i vann ved romtemperatur uten avkjøling når viskositeten til 4% vandig løsning når 2000 centipoise ved 20 ° C.
1.2.3 Filmdannende egenskaper til hydroksypropylmetylcellulose
Hydroksypropylmetylcelluloseløsning har utmerkede filmdannende egenskaper, som kan gi gode forhold for belegg av farmasøytiske preparater. Beleggfilmen dannet av den er fargeløs, luktfri, tøff og gjennomsiktig [21].
Yan Yanzhong [26] brukte en ortogonal test for å undersøke de filmdannende egenskapene til hydroksypropylmetylcellulose. Screening ble utført på tre nivåer med forskjellige konsentrasjoner og forskjellige løsningsmidler som faktorer. Resultatene viste at å legge til 10% hydroksypropylmetylcellulose til 50% etanoloppløsning hadde de beste filmdannende egenskapene, og kunne brukes som et filmdannende materiale for medikamentfilmer med vedvarende frigivelse.
1.1 Plastiseringsmodifisering av hydroksypropylmetylcellulosefilm
Som en naturlig fornybar ressurs har filmen utarbeidet fra cellulose som råstoff god stabilitet og prosessbarhet, og er biologisk nedbrytbar etter å ha blitt kastet, noe som er ufarlig for miljøet. Imidlertid har ikke -plastiserte cellulosefilmer dårlig seighet, og cellulose kan være myknet og modifiseres.
[27] brukte trietylcitrat og acetyltetrabutylcitrat for å mykisere og modifisere celluloseacetatpropionat. Resultatene viste at forlengelsen ved brudd på celluloseacetatpropionatfilmen ble økt med 36% og 50% når massefraksjonen av trietylcitrat og acetyltetrabutylcitrat var 10%.
Luo Qiushui et al [28] studerte effekten av myknere glyserol, stearinsyre og glukose på de mekaniske egenskapene til metylcellulosemembraner. Resultatene viste at forlengelseshastigheten for metylcellulosemembran var bedre når glyserolinnholdet var 1,5%, og forlengelsesforholdet av metylcellulosemembran var bedre når tilsetningsinnholdet i glukose og stearinsyre var 0,5%.
Glyserol er en fargeløs, søt, klar, viskøs væske med en varm søt smak, ofte kjent som glyserin. Egnet for analyse av vandige oppløsninger, mykner, myknere, etc. Det kan løses opp med vann i en hvilken som helst andel, og den lave konsentrasjonsglyseroloppløsningen kan brukes som smøreolje for å fukte huden. Sorbitol, hvitt hygroskopisk pulver eller krystallinsk pulver, flak eller granuler, luktfri. Den har funksjonene til fuktabsorpsjon og vannretensjon. Å tilsette litt i produksjonen av tyggegummi og godteri kan holde maten myk, forbedre organisasjonen og redusere herding og spille rollen som sand. Glyserol og sorbitol er begge vannløselige stoffer, som kan blandes med vannløselige celluloseetere [23]. De kan brukes som myknere for cellulose. Etter å ha lagt til, kan de forbedre fleksibiliteten og forlengelsen i breaken av cellulosefilmer. [29]. Generelt er konsentrasjonen av løsningen 2-5%, og mengden mykner er 10-20% av celluloseeter. Hvis innholdet i mykneren er for høyt, vil krympingsfenomenet av kolloid dehydrering oppstå ved høy temperatur [30].
1.2 Tverrbindingsmodifisering av hydroksypropylmetylcellulosefilm
Den vannløselige filmen har god vannløselighet, men den forventes ikke å oppløses raskt når den brukes i noen anledninger, for eksempel frøemballasjeposer. Frøene er pakket inn med en vannløselig film, som kan øke overlevelsesraten til frøene. For å beskytte frøene er det ikke forventet at filmen vil oppløses raskt, men filmen skal først spille en viss vannbevarende effekt på frøene. Derfor er det nødvendig å forlenge den vannoppløselige tiden til filmen. [21].
The reason why hydroxypropyl methylcellulose has good water solubility is that there are a large number of hydroxyl groups in its molecular structure, and these hydroxyl groups can undergo cross-linking reaction with aldehydes to make hydroxypropyl methylcellulose molecules The hydroxyl hydrophilic groups of hydroxypropyl methylcellulose are reduced, Dermed reduserer vannløseligheten av hydroksypropylmetylcellulosefilmen, og den tverrbindende reaksjonen mellom hydroksylgrupper og aldehyder vil generere mange kjemiske bindinger, noe som også kan forbedre de mekaniske egenskapene til filmen i en viss grad. Aldehydene tverrbundet med hydroksypropylmetylcellulose inkluderer glutaraldehyd, glyoksal, formaldehyd, etc. Blant dem, har glutaraldehyd to aldehyd-grupper, og den tverrbindende reaksjonen er rask, og glutaraldehyd er en vanlig-koblingsreaksjon, og glutaraldehyden er en vanlig-koblings reaksjon er rask, og glutaraldehyden er en vanlig. Det er relativt trygt, så glutaraldehyd brukes vanligvis som tverrbindingsmiddel for etere. Mengden av denne typen tverrbindingsmiddel i løsningen er vanligvis 7 til 10% av vekten på eteren. Behandlingstemperaturen er omtrent 0 til 30 ° C, og tiden er 1 ~ 120 minutter [31]. Den tverrbindende reaksjonen må utføres under sure forhold. Først tilsettes en uorganisk sterk syre eller organisk karboksylsyre til løsningen for å justere pH i løsningen til ca. 4-6, og deretter tilsettes aldehyder for å utføre tverrbindingsreaksjonen [32]. Syrer som brukes inkluderer HCl, H2SO4, eddiksyre, sitronsyre og lignende. Syren og aldehydet kan også tilsettes samtidig for å få løsningen til å utføre tverrbindingsreaksjonen i ønsket pH-område [33].
1.3 Antioksidative egenskaper til hydroksypropylmetylcellulosefilmer
Hydroksypropylmetylcellulose er rik på ressurser, lett å danne film, og har god ferskvekslingseffekt. Som et matkonserveringsmiddel har det stort utviklingspotensial [34-36].
Zhuang Rongyu [37] brukte hydroksypropylmetylcellulose (HPMC) spiselig film, belagte den på tomat, og lagret den deretter ved 20 ° C i 18 dager for å studere effekten på tomatfasthet og farge. Resultatene viser at hardheten til tomat med HPMC -belegg er høyere enn det uten belegg. Det ble også bevist at HPMC -spiselig film kunne forsinke fargeendringen av tomater fra rosa til rød når de ble lagret på 20 ℃.
[38] studerte effekten av hydroksypropylmetylcellulose (HPMC) beleggbehandling på kvaliteten, antocyaninsyntesen og antioksidantaktiviteten til "Wuzhong" Bayberry -frukt under kald lagring. Resultatene viste at antioksidasjonsytelsen til Bayberry behandlet med HPMC-film ble forbedret, og forfallshastigheten under lagring ble redusert, og effekten av 5% HPMC-film var den beste.
Wang Kaikai et al. [39] brukte “Wuzhong” Bayberry-frukt som testmateriale for å studere effekten av riboflavin-komplekset hydroksypropylmetylcellulose (HPMC) belegg på kvaliteten og antioksidantegenskapene til Postharvest Bayberry-frukt under lagring ved 1 ℃. Effekt av aktivitet. Resultatene viste at riboflavin-kompositt HPMC-belagt bayberry-frukt var mer effektiv enn det ene riboflavin- eller HPMC-belegget, og reduserte effektivt forfallshastigheten for bayberry-frukt under lagring, og dermed forlenget lagringsperioden på frukten.
De siste årene har folk høyere og høyere krav til matsikkerhet. Forskere hjemme og i utlandet har gradvis forskjøvet forskningsfokuset fra mattilsetningsstoffer til emballasjemateriell. Ved å tilsette eller spraye antioksidanter i emballasjematerialer, kan de redusere matoksidasjon. Effekten av forfallshastighet [40]. Naturlige antioksidanter har vært mye bekymret på grunn av deres høye sikkerhet og gode helseeffekter på menneskekroppen [40,41].
Antioksidant av bambusblader (AOB for kort) er en naturlig antioksidant med unik naturlig bambusduft og god vannløselighet. Det er oppført i National Standard GB2760 og er godkjent av helsedepartementet som antioksidant for naturlig mat. Det kan også brukes som mattilsetningsstoff for kjøttprodukter, vannlevende produkter og puffet mat [42].
Sun Lina etc. [42] Gjennomgått hovedkomponentene og egenskapene til antioksidanter med bambusblad og introduserte anvendelsen av antioksidanter i bambusblad i mat. Tilsetning av 0,03% AOB til fersk majones, er antioksidanteffekten den mest åpenbare på dette tidspunktet. Sammenlignet med samme mengde te -polyfenol -antioksidanter, er dens antioksidanteffekt åpenbart bedre enn for te -polyfenoler; Tilsetning av 150% til øl ved mg/l, økes antioksidantegenskapene og lagringsstabiliteten til øl betydelig, og ølet har god kompatibilitet med vinkroppen. Mens du sikrer den opprinnelige kvaliteten på vinkroppen, øker den også aromaen og den myke smaken av bambusblader [43].
Oppsummert har hydroksypropylmetylcellulose gode filmdannende egenskaper og utmerket ytelse. Det er også et grønt og nedbrytbart materiale, som kan brukes som en emballasjefilm innen emballasjefeltet [44-48]. Glyserol og sorbitol er begge vannløselige myknere. Å legge glyserol eller sorbitol til den cellulosefilmdannende løsningen kan forbedre seigheten av hydroksypropylmetylcellulosefilmen, og dermed øke forlengelsen ved filmen av filmen [49-51]. Glutaraldehyd er et ofte brukt desinfeksjonsmiddel. Sammenlignet med andre aldehyder er det relativt trygt, og har en dialdehydgruppe i molekylet, og tverrbindingshastigheten er relativt rask. Det kan brukes som en tverrbindende modifisering av hydroksypropylmetylcellulosefilm. Den kan justere vannløseligheten til filmen, slik at filmen kan brukes i flere anledninger [52-55]. Legge til bambusblad antioksidanter til hydroksypropylmetylcellulosefilm for å forbedre antioksidantegenskapene til hydroksypropylmetylcellulosefilm og utvide bruken i matemballasje.
1.4 Forslag om emnet
Fra den nåværende forskningssituasjonen er vannløselige filmer hovedsakelig sammensatt av PVA-filmer, PEO-filmer, stivelsesbaserte og proteinbaserte vannløselige filmer. Som et petroleumsbasert materiale er PVA og PEO ikke-fornybare ressurser, og produksjonsprosessen for råvarene deres kan være forurenset. Selv om USA, Japan og andre land har oppført det som et giftig stoff, er sikkerheten fortsatt åpen for spørsmål. Både innånding og inntak er skadelig for kroppen [8], og det kan ikke kalles en komplett grønn kjemi. Produksjonsprosessen med stivelsesbaserte og proteinbaserte vannløselige materialer er i utgangspunktet ufarlig og produktet er trygt, men de har ulempene med hard filmdannelse, lav forlengelse og enkel brudd. Derfor må de i de fleste tilfeller være forberedt ved å blande med andre materialer som PVA. Bruksverdien er ikke høy. Derfor er det av stor betydning å utvikle et nytt, fornybart, vannløselig emballasjefilmmateriale med utmerket ytelse for å forbedre manglene i den nåværende vannoppløselige filmen.
Hydroksypropylmetylcellulose er et naturlig polymermateriale, som ikke bare er rik på ressurser, men også fornybar. Den har god vannløselighet og filmdannende egenskaper, og har betingelser for å tilberede vannoppløselige emballasjefilmer. Derfor har denne artikkelen til hensikt å tilberede en ny type vannoppløselig emballasjefilm med hydroksypropylmetylcellulose som råstoff, og optimaliserer systematisk preparatforhold og forhold, og tilfører passende myknere (glyserol og sorbitol). ), tverrbindingsmiddel (glutaraldehyd), antioksidant (antioksidant med bambusblad), og forbedre egenskapene deres, for å fremstille hydroxypropyl-gruppe med bedre omfattende egenskaper som mekaniske egenskaper, optiske egenskaper, vannløselighet og antioksidantegenskaper. Metylcellulose vannløselig emballasjefilm er av stor betydning for dens anvendelse som et vannløselig emballasjefilmmateriale.
1.5 Forskningsinnhold
Forskningsinnholdet er som følger:
1) HPMC vannoppløselig emballasjefilm ble fremstilt ved å støpe filmdannende metode, og egenskapene til filmen ble analysert for å studere påvirkningen av konsentrasjonen av HPMC-filmdannende væske og filmdannende temperatur på ytelsen til HPMC vannløselig emballasjefilm.
2) Å studere effekten av glyserol og sorbitol mykgjørere på de mekaniske egenskapene, vannløselighet og optiske egenskaper til HPMC vannoppløselige emballasjefilmer.
3) Å studere effekten av glutaraldehyd tverrbindingsmiddel på vannløseligheten, mekaniske egenskaper og optiske egenskaper til HPMC vannløselige emballasjefilmer.
4) Forberedelse av AOB/HPMC vannløselig emballasjefilm. Oksidasjonsresistens, vannløselighet, mekaniske egenskaper og optiske egenskaper til AOB/HPMC tynne filmer ble studert.
Kapittel 2 Forberedelse og egenskaper til hydroksypropylmetylcellulose Vannløselig emballasjefilm
2.1 Innledning
Hydroksypropylmetylcellulose er et naturlig cellulosderivat. Det er ikke-giftig, ikke-forurensende, fornybar, kjemisk stabil og har god vannløselighet og filmdannende egenskaper. Det er et potensielt vannløselig emballasjefilmmateriale.
Dette kapittelet vil bruke hydroksypropylmetylcellulose som råstoff for å fremstille hydroksypropylmetylcelluloseløsning med en massefraksjon på 2% til 6%, forberede vannoppløselig emballasjefilm ved å støpe metode, og studere filmdannende væskeeffekter av konsentrasjon og filmdannende temperatur på filmmekanisk, optisk og vann-bevegelse. De krystallinske egenskapene til filmen ble preget av røntgendiffraksjon, og strekkfastheten, forlengelsen ved brudd, lysoverføring og dis av hydroksypropylmetylcellulosevannsoppløselig emballasjefilm ble analysert ved strekkprøve, optisk test og vannoppløselig testgrad og vannløselighet.
2.2 Eksperimentell avdeling
2.2.1 Eksperimentelle materialer og instrumenter
2.2.2 Prøveforberedelse
1) Veiing: Vei en viss mengde hydroksypropylmetylcellulose med en elektronisk balanse.
2) Oppløsning: Tilsett den veide hydroksypropylmetylcellulosen til det tilberedte avioniserte vannet, rør ved normal temperatur og trykk til det er fullstendig oppløst, og la den deretter stå i en viss periode (defoaming) for å oppnå en viss sammensetning av sammensetningen. Membranvæske. Formulert til 2%, 3%, 4%, 5%og 6%.
3) Filmformasjon: ① Forberedelse av filmer med forskjellige filmdannende konsentrasjoner: injiser HPMC-filmdannende løsninger av forskjellige konsentrasjoner i petriskåler for glass for å støpe filmer, og plasser dem i en eksplosjonstørkende ovn ved 40 ~ 50 ° C for å tørke og danne filmer. En hydroksypropylmetylcellulose vannløselig emballasjefilm med en tykkelse på 25-50 μm er fremstilt, og filmen skrelles av og plasseres i en tørkeboks for bruk. ② Forberedelse av tynne filmer ved forskjellige filmdannende temperaturer (temperaturer under tørking og filmdannende): Injiser filmdannende løsning med en konsentrasjon på 5% HPMC i en petriskål og støpte filmer ved forskjellige temperaturer (30 ~ 70 ° C) Filmen ble tørket i en tvangslufttørkeovn. Hydroksypropylmetylcellulose vannløselig emballasjefilm med en tykkelse på omtrent 45 um ble fremstilt, og filmen ble skrellet av og plassert i en tørkeboks for bruk. Den forberedte hydroksypropylmetylcellulose vannløselige emballasjefilmen blir referert til som HPMC-film for kort.
2.2.3 Karakterisering og ytelsesmåling
2.2.3.1 Vidvinkel røntgendiffraksjonsanalyse (XRD) analyse
Vidvinkel røntgendiffraksjon (XRD) analyserer den krystallinske tilstanden til et stoff på molekylært nivå. Røntgendiffraktometeret av ARL/XTRA-type produsert av Thermo Arl Company i Sveits ble brukt til bestemmelse. Målebetingelser: Røntgenkilden var en nikkelfiltrert Cu-Kα-linje (40 kV, 40mA). Skanningsvinkelen er fra 0 ° til 80 ° (2θ). Skannehastighet 6 °/min.
2.2.3.2 Mekaniske egenskaper
Strekkfastheten og forlengelsen ved filmen brukes som kriterier for å bedømme dens mekaniske egenskaper, og strekkfastheten (strekkfastheten) refererer til stresset når filmen produserer den maksimale ensartede plastisk deformasjon, og enheten er MPA. Forlengelse ved brudd (brytende forlengelse) refererer til forholdet mellom forlengelsen når filmen er brutt til den opprinnelige lengden, uttrykt i %. Ved å bruke testutstyr, ved å bruke Test-testmetode for strekkhai) -testingsutstyr, i henhold til GB13022-92 testmetode for strekkegenskaper, i henhold til GB13022-92 testmetode for strekkegenskaper, test ved 25 ° C.
2.2.3.3 Optiske egenskaper
Optiske egenskaper er en viktig indikator på gjennomsiktigheten til emballasjefilmer, hovedsakelig inkludert overføringen og disen av filmen. Overføringen og disen av filmene ble målt ved bruk av en transmittans dis -tester. Velg en testprøve med en ren overflate og ingen bretter, legg den forsiktig på teststativet, fikser den med en sugekopp, og måle lysoverføringen og disen av filmen ved romtemperatur (25 ° C og 50%RH). Prøven testes 3 ganger og gjennomsnittsverdien er tatt.
2.2.3.4 Vannløselighet
Skjær en 30 mm × 30 mm film med en tykkelse på omtrent 45μm, tilsett 100 ml vann til et 200 ml beger, legg filmen i midten av den stille vannoverflaten, og måle tiden for filmen til å forsvinne helt [56]. Hver prøve ble målt 3 ganger og gjennomsnittsverdien ble tatt, og enheten var min.
2.2.4 Databehandling
Eksperimentelle data ble behandlet av Excel og plottet av Origin -programvaren.
2.3 Resultater og diskusjon
2.3.1.1 XRD-mønstre av HPMC tynne filmer under forskjellige filmdannende løsningskonsentrasjoner
Fig.2.1 XRD av HPMC -filmer under forskjellig innhold av HP
Vidvinkel røntgendiffraksjon er analysen av den krystallinske tilstanden av stoffer på molekylært nivå. Figur 2.1 er XRD-diffraksjonsmønsteret til HPMC tynne filmer under forskjellige filmdannende løsningskonsentrasjoner. Det er to diffraksjonstopper [57-59] (nær 9,5 ° og 20,4 °) i HPMC-filmen i figuren. Det kan sees fra figuren at med økningen av HPMC -konsentrasjonen, blir diffraksjonstoppene til HPMC -filmen rundt 9,5 ° og 20,4 ° først forbedret. og deretter svekket, økte graden av molekylær arrangement (bestilt arrangement) først og reduserte deretter. Når konsentrasjonen er 5%, er det ordnede arrangementet av HPMC -molekyler optimal. Årsaken til det ovennevnte fenomenet kan være at med økningen av HPMC-konsentrasjonen øker antallet krystallkjerner i den filmdannende løsningen, og gjør dermed HPM-molekylær arrangement mer regelmessig. Når HPMC -konsentrasjonen overstiger 5%, svekkes XRD -diffraksjonstoppen av filmen. Fra molekylkjedearrangementet, når HPMC-konsentrasjonen er for stor, er viskositeten til den filmdannende løsningen for høy, noe som gjør det vanskelig for molekylkjedene å bevege seg og kan ikke ordnes i tid, og dermed forårsake graden av bestilling av HPMC-filmene reduseres.
2.3.1.2 Mekaniske egenskaper til HPMC tynne filmer under forskjellige filmdannende løsningskonsentrasjoner.
Strekkfastheten og forlengelsen ved filmen av filmen brukes som kriterier for å bedømme dens mekaniske egenskaper, og strekkfastheten refererer til stresset når filmen produserer den maksimale ensartede plastisk deformasjon. Forlengelsen i pause er forholdet mellom forskyvningen og den opprinnelige lengden på filmen på pause. Målingen av de mekaniske egenskapene til filmen kan bedømme anvendelsen på noen felt.
Fig.2.2 Effekten av forskjellig innhold av HPMC på mekaniske egenskaper til HPMC -filmer
Fra fig. 2.2, den endrede trenden med strekkfasthet og forlengelse ved brudd på HPMC-film under forskjellige konsentrasjoner av filmdannende løsning, kan det sees at strekkfastheten og forlengelsen ved brudd på HPMC-filmen først økte med økningen av konsentrasjonen av HPMC-filmdannende løsning. Når løsningskonsentrasjonen er 5%, er de mekaniske egenskapene til HPMC -filmer bedre. Dette skyldes at når den filmdannende væskekonsentrasjonen er lav, er viskositeten i løsningen lav, samspillet mellom molekylkjeder er relativt svak, og molekylene kan ikke ordnes på en ryddig måte, så krystalliseringsevnen til filmen er lav og dens mekaniske egenskaper er dårlig; Når den filmdannende væskekonsentrasjonen er 5 %, når de mekaniske egenskapene den optimale verdien; Etter hvert som konsentrasjonen av den filmdannende væsken fortsetter å øke, blir støping og diffusjon av løsningen vanskeligere, noe som resulterer i ujevn tykkelse på den oppnådde HPMC-filmen og flere overflatedefekter [60], noe som resulterer i en reduksjon i de mekaniske egenskapene til HPMC-filmer. Derfor er konsentrasjonen av 5% HPMC-filmdannende løsning den mest egnede. Ytelsen til den oppnådde filmen er også bedre.
2.3.1.3 Optiske egenskaper til HPMC tynne filmer under forskjellige filmdannende løsningskonsentrasjoner
I emballasjefilmer er lysoverføring og dis viktige parametere som indikerer filmens gjennomsiktighet. Figur 2.3 viser de endrede trender for transmittans og dis av HPMC-filmer under forskjellige filmdannende væskekonsentrasjoner. Det kan sees fra figuren at med økningen av konsentrasjonen av HPMC-filmdannende løsningen, reduserte overføringen av HPMC-filmen gradvis, og diset økte betydelig med økningen av konsentrasjonen av den filmdannende løsningen.
Fig.2.3 Effekten av forskjellig innhold av HPMC på optisk egenskap av HPMC -filmer
Det er to hovedårsaker: For det første, fra perspektivet på antallkonsentrasjonen av den spredte fasen, når konsentrasjonen er lav, har antallkonsentrasjonen en dominerende effekt på materialets optiske egenskaper [61]. Derfor, med økningen av konsentrasjonen av HPMC-filmdannende løsningen, reduseres filmens tettheter. Lysoverføringen avtok betydelig, og diset økte betydelig. For det andre, fra analysen av filmskapingsprosessen, kan det være fordi filmen ble laget av løsningen som støper filmdannende metode. Økningen i vanskeligheten med forlengelse fører til reduksjon av filmenes glatthet og reduksjonen av de optiske egenskapene til HPMC -filmen.
2.3.1.4 Vannløselighet av HPMC tynne filmer under forskjellige filmdannende flytende konsentrasjoner
Vannløseligheten til vannløselige filmer er relatert til deres filmdannende konsentrasjon. Klipp ut 30mm × 30mm filmer laget med forskjellige filmformende konsentrasjoner, og merk filmen med “+” for å måle tiden for filmen til å forsvinne helt. Hvis filmen pakker seg inn eller holder seg til begerets vegger, kan du prøve på nytt. Figur 2.4 er trenddiagrammet for vannløseligheten til HPMC-filmer under forskjellige filmdannende væskekonsentrasjoner. Det kan sees fra figuren at med økningen av filmdannende flytende konsentrasjon, blir den vannløselige tiden for HPMC-filmer lengre, noe som indikerer at vannløseligheten til HPMC-filmer avtar. Det spekuleres i at grunnen kan være at med økningen av konsentrasjonen av HPMC-filmdannende løsningen øker viskositeten til løsningen, og den intermolekylære kraften styrker seg etter gelering, noe som resulterer i svekkelse av diffusiviteten til HPMC-filmen i vann og nedgangen i vannløselighet.
Fig.2.4 Effekten av forskjellig innhold av HPMC på vannløselighet av HPMC -filmer
2.3.2 Effekt av filmdannelsestemperatur på HPMC tynne filmer
2.3.2.1 XRD -mønstre av HPMC tynne filmer ved forskjellige filmdannende temperaturer
Fig.2.5 XRD av HPMC -filmer under forskjellig filmformingstemperatur
Figur 2.5 viser XRD -mønstrene til HPMC tynne filmer ved forskjellige filmdannende temperaturer. To diffraksjonstopper ved 9,5 ° og 20,4 ° ble analysert for HPMC -filmen. Fra perspektivet på intensiteten til diffraksjonstoppene, med økningen av filmdannende temperatur, økte diffraksjonstoppene på de to stedene først og deretter svekket, og krystalliseringsevnen økte først og reduserte deretter. Når filmdannende temperatur var 50 ° C, det bestilte arrangementet av HPMC-molekyler fra perspektivet av effekten av temperatur på homogen kjernefysning, når temperaturen er lav, er viskositeten til løsningen høy, veksthastigheten for krystallkjerner er liten og krystallisering er vanskelig; Når den filmdannende temperaturen gradvis øker, øker nukleationhastigheten, blir bevegelsen av molekylkjeden akselerert, molekylkjeden er lett anordnet rundt krystallkjernen på en ordnet måte, og det er lettere å danne krystallisering, slik at krystalliseringen vil nå den maksimale verdien ved en viss temperatur; Hvis filmdannende temperatur er for høy, er molekylær bevegelse for voldelig, dannelsen av krystallkjernen er vanskelig, og dannelsen av kjernefysisk effektivitet er lav og det er vanskelig å danne krystaller [62,63]. Derfor øker krystalliniteten til HPMC -filmer først og avtar deretter med økningen av filmdannende temperatur.
2.3.2.2 Mekaniske egenskaper til HPMC tynne filmer ved forskjellige filmdannende temperaturer
Endringen av filmformingstemperaturen vil ha en viss grad av innflytelse på filmens mekaniske egenskaper. Figur 2.6 viser den endrede trenden med strekkfasthet og forlengelse ved brudd på HPMC -filmer ved forskjellige filmdannende temperaturer. Samtidig viste det en trend med å øke først og deretter avta. Når filmdannelsestemperaturen var 50 ° C, nådde strekkfastheten og forlengelsen ved brudd på HPMC -filmen maksimumsverdiene, som var henholdsvis 116 MPa og 32%.
Fig.2.6 Effekten av filmdannende temperatur på mekaniske egenskaper til HPMC -filmer
Fra perspektivet til molekylær arrangement, jo større den ordnede arrangementet av molekyler, jo bedre er strekkfastheten [64]. Fra fig. 2,5 XRD -mønstre av HPMC -filmer ved forskjellige filmformasjonstemperaturer, kan det sees at med økningen av filmformasjonstemperaturen øker det ordnede arrangementet av HPMC -molekyler først og reduseres deretter. Når filmformasjonstemperaturen er 50 ° C, er graden av bestilt arrangement den største, så strekkfastheten til HPMC -filmer øker først og avtar deretter med økningen av filmdannelsestemperaturen, og den maksimale verdien vises ved filmdannende temperatur på 50 ℃. Forlengelsen i pause viser en trend med å øke først og deretter avta. Årsaken kan være at med økningen av temperaturen øker det ordnede arrangementet av molekyler først og deretter avtar, og den krystallinske strukturen som dannes i polymermatrisen er spredt i den ukrystalliserte polymermatrisen. I matrisen dannes det en fysisk tverrbundet struktur, som spiller en viss rolle i å herde [65], og dermed fremme forlengelsen ved brudd på HPMC-filmen for å vises en topp ved filmformasjonstemperaturen på 50 ° C.
2.3.2.3 Optiske egenskaper til HPMC -filmer ved forskjellige filmdannende temperaturer
Figur 2.7 er endringskurven for de optiske egenskapene til HPMC -filmer ved forskjellige filmdannende temperaturer. Det kan sees fra figuren at med økningen av filmformingstemperaturen, overføringen av HPMC -filmen øker gradvis, synket uklarheten gradvis, og de optiske egenskapene til HPMC -filmen blir gradvis bedre.
Fig.2.7 Effekten av filmdannende temperatur på optisk egenskap til HPMC
I henhold til påvirkningen av temperatur- og vannmolekyler på filmen [66], når temperaturen er lav, eksisterer vannmolekyler i HPMC i form av bundet vann, men dette bundne vannet vil gradvis volatilisere, og HPMC er i glasstilstand. Volatiliseringen av filmen danner hull i HPMC, og spredning dannes deretter ved hullene etter lysbestråling [67], så filmenes lysoverføring er lav og disen er høy; Når temperaturen øker, begynner de molekylære segmentene av HPMC å bevege seg, hullene som dannes etter at flyktigheten av vannet fylles, hullene avtar gradvis, graden av lysspredning ved hullene avtar, og transmisjonen øker [68], så lysoverføringen til filmen øker og faren synker.
2.3.2.4 Vannløselighet av HPMC -filmer ved forskjellige filmdannende temperaturer
Figur 2.8 viser vannløselighetskurvene til HPMC -filmer ved forskjellige filmdannende temperaturer. Det kan sees fra figuren at vannløselighetstiden til HPMC -filmer øker med økningen av filmdannende temperatur, det vil si at vannløseligheten til HPMC -filmer blir verre. Med økningen av filmdannende temperatur, akselereres fordampningshastigheten for vannmolekyler og geleringshastigheten, bevegelsen av molekylkjeder akselereres, molekylavstanden reduseres, og molekylær arrangementet på overflaten av filmen er mer tett, noe som gjør det vanskelig for vannmolekylene. Vannløselighet reduseres også.
Fig.2.8 Effekten av filmdannende temperatur på vannløselighet av HPMC -film
2.4 Sammendrag av dette kapittelet
I dette kapittelet ble hydroksypropylmetylcellulose brukt som råstoff for å fremstille HPMC vannoppløselig emballasjefilm ved å støpe filmdannende metode. Krystalliniteten til HPMC -filmen ble analysert ved XRD -diffraksjon; De mekaniske egenskapene til HPMC vannoppløselig emballasjefilm ble testet og analysert ved en mikroelektronisk universell strekkprøvemaskin, og de optiske egenskapene til HPMC-filmen ble analysert ved en lett transmisjons-tester. Oppløsningstiden i vann (vannløselighetstid) brukes til å analysere vannløseligheten. Følgende konklusjoner trekkes fra ovennevnte forskning:
1) De mekaniske egenskapene til HPMC-filmer økte først og falt deretter med økningen av konsentrasjonen av den filmdannende løsningen, og økte først og falt deretter med økningen av filmdannende temperaturen. Når konsentrasjonen av HPMC-filmdannende oppløsningen var 5% og filmdannende temperatur var 50 ° C, er de mekaniske egenskapene til filmen gode. På dette tidspunktet er strekkfastheten omtrent 116MPa, og forlengelsen ved pause er omtrent 31%;
2) de optiske egenskapene til HPMC-filmer avtar med økningen av konsentrasjonen av den filmdannende løsningen, og øker gradvis med økningen av filmdannende temperatur; Tenk på at konsentrasjonen av den filmdannende løsningen ikke skal overstige 5%, og den filmdannende temperaturen skal ikke overstige 50 ° C
3) Vannløseligheten til HPMC-filmer viste en nedadgående trend med økningen av konsentrasjonen av den filmdannende løsningen og økningen av filmdannende temperatur. Når konsentrasjonen av 5% HPMC-filmdannende løsning og filmdannende temperatur på 50 ° C ble brukt, var filmenes oppløsningstid på filmen 55 minutter.
Kapittel 3 Effekter av myknere på HPMC vannløselige emballasjefilmer
3.1 Innledning
Som en ny type naturlig polymermateriale har HPMC vannoppløselig emballasjefilm et godt utviklingsutsikt. Hydroksypropylmetylcellulose er et naturlig cellulosderivat. Det er ikke-giftig, ikke-forurensende, fornybar, kjemisk stabil og har gode egenskaper. Vannløselig og filmdannende, det er et potensielt vannløselig emballasjefilmmateriale.
Det forrige kapittelet diskuterte fremstillingen av HPMC vannoppløselig emballasjefilm ved å bruke hydroksypropylmetylcellulose som råstoff ved oppstøpning av filmdannende metode, og effekten av filmdannende væskekonsentrasjon og filmdannende temperatur på hydroksypropylmetylcellulose vannløselig pakkefilm. ytelsespåvirkning. Resultatene viser at strekkstyrken til filmen er omtrent 116MPa og forlengelsen ved brudd er 31% under de optimale konsentrasjons- og prosessforholdene. Tøffheten til slike filmer er dårlig i noen applikasjoner og trenger ytterligere forbedring.
I dette kapittelet brukes hydroksypropylmetylcellulose fremdeles som råstoff, og den vannløselige emballasjefilmen er fremstilt ved å støpe filmdannende metode. , forlengelse i pause), optiske egenskaper (transmittans, dis) og vannløselighet.
3.2 Eksperimentell avdeling
3.2.1 Eksperimentelle materialer og instrumenter
Tabell 3.1 Eksperimentelle materialer og spesifikasjoner
Tabell 3.2 Eksperimentelle instrumenter og spesifikasjoner
3.2.2 Prøveforberedelse
1) Veiing: Vei en viss mengde hydroksypropylmetylcellulose (5%) og sorbitol (0,05%, 0,15%, 0,25%, 0,35%, 0,45%) med en elektronisk balanse, og bruk en sprøyte for å måle glycerolalkohol (0,05%.
2) Oppløsning: Tilsett den veide hydroksypropylmetylcellulosen i det tilberedte avioniserte vannet, omrør ved normal temperatur og trykk til det er fullstendig oppløst, og tilsett deretter glyserol eller sorbitol i forskjellige massefraksjoner. I hydroksypropylmetylcelluloseløsningen, rør i en periode for å gjøre den jevnt blandet, og la den stå i 5 minutter (defoaming) for å oppnå en viss konsentrasjon av filmdannende væske.
3) Filmfremstilling: Injiser den filmdannende væsken til en petriskål med glass og kast den for å danne en film, la den stå i en viss periode for å få den til å gel, og legg den deretter i en eksplosjonstørkingsovn for å tørke og danne en film for å lage en film med en tykkelse på 45 μm. Etter at filmen er plassert i en tørkeboks for bruk.
3.2.3 Karakterisering og ytelsestesting
3.2.3.1 Infrarød absorpsjonsspektroskopi (FT-IR) analyse
Infrarød absorpsjonsspektroskopi (FTIR) er en kraftig metode for å karakterisere de funksjonelle gruppene som er inneholdt i molekylstrukturen og for å identifisere funksjonelle grupper. Det infrarøde absorpsjonsspekteret til HPMC -emballasjefilmen ble målt ved bruk av et Nicolet 5700 Fourier transform infrarødt spektrometer produsert av Thermoelektrisk selskap. Den tynne filmmetoden ble brukt i dette eksperimentet, skanningsområdet var 500-4000 cm-1, og antall skanning var 32. Prøvefilmene ble tørket i en tørkeovn ved 50 ° C i 24 timer for infrarød spektroskopi.
3.2.3.2 Vidvinkel røntgendiffraksjon (XRD) Analyse: Samme som 2.2.3.1
3.2.3.3 Bestemmelse av mekaniske egenskaper
Strekkfastheten og forlengelsen ved filmen av filmen brukes som parametere for å bedømme dens mekaniske egenskaper. Forlengelsen i brudd er forholdet mellom forskyvningen til den opprinnelige lengden når filmen er ødelagt, i %. Ved å bruke testutstyr for elektronisk universell strekkprøving av Instron (Shanghai), i samsvar med GB13022-92 testmetode for strekkegenskaper til plastfilmer, test ved 25 ° C, er 50% RH, utvalgte prøver med ensartet tykkelse og ren overflate uten urenhet.
3.2.3.4 Bestemmelse av optiske egenskaper: Samme som 2.2.3.3
3.2.3.5 Bestemmelse av vannløselighet
Skjær en 30 mm × 30 mm film med en tykkelse på omtrent 45μm, tilsett 100 ml vann til et 200 ml beger, legg filmen i midten av den stille vannoverflaten, og måle tiden for filmen til å forsvinne helt [56]. Hver prøve ble målt 3 ganger og gjennomsnittsverdien ble tatt, og enheten var min.
3.2.4 Databehandling
Eksperimentelle data ble behandlet av Excel, og grafen ble tegnet av Origin -programvaren.
3.3 Resultater og diskusjon
3.3.1 Effekter av glyserol og sorbitol på det infrarøde absorpsjonsspekteret av HPMC -filmer
(a) Glyserol (b) sorbitol
Fig.3.1 FT-IR av HPMC-filmene under forskjellige glyserol- eller sorbitolumkonsentrat
Infrarød absorpsjonsspektroskopi (FTIR) er en kraftig metode for å karakterisere de funksjonelle gruppene som er inneholdt i molekylstrukturen og for å identifisere funksjonelle grupper. Figur 3.1 viser de infrarøde spektrene til HPMC -filmer med forskjellige glyserol- og sorbitol -tilsetninger. Det kan sees fra figuren at de karakteristiske skjelettvibrasjonstoppene til HPMC-filmer hovedsakelig er i de to regionene: 2600 ~ 3700cm-1 og 750 ~ 1700cm-1 [57-59], 3418cm-1
De nærliggende absorpsjonsbåndene er forårsaket av strekkvibrasjonen til OH-bindingen, 2935cm-1 er absorpsjonstoppen til -Ch2, 1050cm-1 er absorpsjonstoppen til -Co- og -Coc-på den primære og sekundære hydroksylgruppene, og 1657cm-1 er Absorpsjonspissen for Hydroxy-gruppen. Absorpsjonstoppen til hydroksylgruppen i strekkvibrasjonen i rammeverket, 945cm -1 er den gyngende absorpsjonstoppen til -CH3 [69]. Absorpsjonstoppene ved 1454cm-1, 1373cm-1, 1315cm-1 og 945cm-1 er tildelt de asymmetriske, symmetriske deformasjonsvibrasjoner, henholdsvis i planen og ut-planen bøyende vibrasjoner av -Ch3, [18]. Etter plastisering dukket ingen nye absorpsjonstopper opp i det infrarøde spekteret av filmen, noe som indikerte at HPMC ikke gjennomgikk essensielle endringer, det vil si at mykneren ikke ødela strukturen. Med tilsetning av glyserol, svekket den strekkende vibrasjonstoppen til -OH ved 3418cm-1 av HPMC-filmen, og absorpsjonstoppen ved 1657cm-1, svekket absorpsjonstoppene ved 1050cm-1 den primære og andre hydroks-gruppen til-co-coc-coc-på på den primære og andre hydro. Med tilsetning av sorbitol til HPMC-filmen, svekket-OH-strekkvibrasjonen ved 3418cm-1, og absorpsjonstoppene ved 1657cm-1 svekket. . Endringene av disse absorpsjonstoppene er hovedsakelig forårsaket av induktive effekter og intermolekylær hydrogenbinding, noe som får dem til å endre seg med de tilstøtende -Ch3 og -Ch2 -båndene. På grunn av små, hindrer innsetting av molekylære stoffer dannelsen av intermolekylære hydrogenbindinger, så strekkfastheten til den mykiserte filmen reduseres [70].
3.3.2 Effekter av glyserol og sorbitol på XRD -mønstrene til HPMC -filmer
(a) Glyserol (b) sorbitol
Fig.3.2 XRD av HPMC -filmer under forskjellige glyserol- eller sorbitolumkonsentra
Vidvinkel røntgendiffraksjon (XRD) analyserer den krystallinske tilstanden av stoffer på molekylært nivå. Røntgendiffraktometeret av ARL/XTRA-type produsert av Thermo Arl Company i Sveits ble brukt til bestemmelse. Figur 3.2 er XRD -mønstrene til HPMC -filmer med forskjellige tilsetninger av glyserol og sorbitol. Med tilsetning av glyserol, svekket intensiteten til diffraksjonstoppene ved 9,5 ° og 20,4 °; Med tilsetning av sorbitol, når tilsetningsmengden var 0,15%, ble diffraksjonstoppen ved 9,5 ° forbedret, og diffraksjonstoppen ved 20,4 ° ble svekket, men totalen var diffraksjonstoppintensiteten lavere enn for HPMC -filmen uten sorbitol. Med kontinuerlig tilsetning av sorbitol, svekket diffraksjonstoppen ved 9,5 ° igjen, og diffraksjonstoppen ved 20,4 ° endret seg ikke nevneverdig. Dette er fordi tilsetning av små molekyler av glyserol og sorbitol forstyrrer den ordnede arrangementet av molekylkjeder og ødelegger den opprinnelige krystallstrukturen, og dermed reduserer krystalliseringen av filmen. Det kan sees fra figuren at glyserol har stor innflytelse på krystalliseringen av HPMC -filmer, noe som indikerer at glyserol og HPMC har god kompatibilitet, mens sorbitol og HPMC har dårlig kompatibilitet. Fra strukturell analyse av myknere har sorbitol en sukkerringstruktur som ligner på cellulose, og dens steriske hindringseffekt er stor, noe som resulterer i svak interpenetrasjon mellom sorbitolmolekyler og cellulosemolekyler, så det har liten effekt på cellulosekrystallisering.
[48].
3.3.3 Effekter av glyserol og sorbitol på de mekaniske egenskapene til HPMC -filmer
Strekkfastheten og forlengelsen ved filmen av filmen brukes som parametere for å bedømme dens mekaniske egenskaper, og måling av mekaniske egenskaper kan bedømme anvendelsen på visse felt. Figur 3.3 viser endringen i strekkfasthet og forlengelse ved brudd på HPMC -filmer etter å ha lagt mykner.
Fig.3.3 Effekten av glyserol eller sorbitolumon på maskinegenskaper til HPMC -filmer
Det kan sees fra figur 3.3 (a) at ved tilsetning av glyserol, øker forlengelsen ved brudd på HPMC -filmen først og deretter avtar, mens strekkfastheten først avtar, øker deretter sakte og fortsetter å avta. Forlengelsen ved brudd på HPMC -filmen økte først og reduserte deretter, fordi glyserol har flere hydrofile grupper, noe som gjør at material- og vannmolekyler har en sterk hydreringseffekt [71], og dermed forbedrer fleksibiliteten til filmen. Med den kontinuerlige økningen av glyserol -tilsetningen, reduseres forlengelsen ved brudd på HPMC -filmen, er dette fordi glyserol gjør at HPMC -molekylkjedegapet er større, og sammenfiltringen mellom makromolekyler er poenget redusert, og filmen er utsatt for å bryte når filmen er stresset, dermed reduserer elongasjonen. Årsaken til den raske reduksjonen av strekkfasthet er: tilsetning av små molekyler av glyserol forstyrrer det nære arrangementet mellom HPMC -molekylkjedene, svekker interaksjonskraften mellom makromolekyler og reduserer filmenes strekkfasthet; Strekkfastheten en liten økning, fra perspektivet til molekylkjedearrangement, passende glyserol øker fleksibiliteten til HPMC -molekylkjeder til en viss grad, fremmer arrangementet av polymermolekylkjeder, og gjør at strekkstyrken til filmen øker litt; Imidlertid, når det er for mye glyserol, blir molekylkjedene avansert samtidig som den ordnede arrangementet, og frekvensen av ordning er høyere enn for den ordnede arrangementet [72], noe som reduserer krystalliseringen av filmen, noe som resulterer i lav strekkfasthet av HPMC-filmen. Siden den skjerpende effekten er på bekostning av strekkstyrken til HPMC -filmen, bør mengden av glyserol tilsatt ikke være for mye.
Som vist i figur 3.3 (b), med tilsetning av sorbitol, økte forlengelsen ved brudd på HPMC -filmen først og reduserte deretter. Når mengden sorbitol var 0,15%, nådde forlengelsen ved brudd på HPMC -filmen 45%, og deretter falt forlengelsen ved filmen gradvis igjen. Strekkfastheten avtar raskt, og svinger deretter rundt 50MP med kontinuerlig tilsetning av sorbitol. Det kan sees at når mengden sorbitol er tilsatt er 0,15%, er den mykgjørende effekten den beste. Dette er fordi tilsetning av små molekyler av sorbitol forstyrrer det regelmessige arrangementet av molekylkjeder, noe som gjør at gapet mellom molekyler større, interaksjonskraften reduseres, og molekylene er lett å gli, så forlengelsen ved bruddet på filmen øker og strekkfaststyrken avtar. Da mengden sorbitol fortsatte å øke, avtok forlengelsen ved filmen av filmen igjen, fordi de små molekylene av sorbitol ble fullstendig spredt mellom makromolekylene, noe som resulterte i gradvis reduksjon av sammenfiltringspunktene mellom makromolekylene og nedgangen i forlengelsen ved filmen.
Sammenligning av mykningseffektene av glyserol og sorbitol på HPMC -filmer, kan tilsetning av 0,15% glyserol øke forlengelsen ved filmen til omtrent 50%; Selv om det å legge til 0,15% sorbitol bare kan øke forlengelsen ved filmen, når frekvensen omtrent 45%. Strekkfastheten reduserte, og reduksjonen var mindre når glyserol ble tilsatt. Det kan sees at den plastiserende effekten av glyserol på HPMC -film er bedre enn den for sorbitol.
3.3.4 Effekter av glyserol og sorbitol på de optiske egenskapene til HPMC -filmer
(a) Glyserol (b) sorbitol
Fig.3.4 Effekten av glyserol eller sorbitolumon optisk egenskap av HPMC -filmer
Lysoverføring og dis er viktige parametere for gjennomsiktigheten til emballasjefilmen. Synligheten og klarheten til pakket varer avhenger hovedsakelig av lysoverføringen og diset av emballasjefilmen. Som vist i figur 3.4, påvirket tilsetningen av glyserol og sorbitol begge de optiske egenskapene til HPMC -filmer, spesielt dis. Figur 3.4 (a) er en graf som viser effekten av glyserol -tilsetning på de optiske egenskapene til HPMC -filmer. Med tilsetning av glyserol økte overføringen av HPMC -filmer først og reduserte deretter, og nådde en maksimal verdi rundt 0,25%; Hazen økte raskt og deretter sakte. Det kan sees fra analysen ovenfor at når tilsetningsmengden av glyserol er 0,25%, er de optiske egenskapene til filmen bedre, så tilsetningsmengden av glyserol skal ikke overstige 0,25%. Figur 3.4 (b) er en graf som viser effekten av sorbitol -tilsetning på de optiske egenskapene til HPMC -filmer. Det kan sees fra figuren at med tilsetning av sorbitol øker disen av HPMC -filmer først, deretter avtar sakte og øker deretter, og transmittansen øker først og øker deretter. redusert, og lysoverføringen og diset dukket opp topper samtidig da mengden sorbitol var 0,45%. Det kan sees at når mengden sorbitol som er tilsatt er mellom 0,35 og 0,45%, er dens optiske egenskaper bedre. Sammenlignet effekten av glyserol og sorbitol på de optiske egenskapene til HPMC -filmer, kan det sees at sorbitol har liten effekt på filmens optiske egenskaper.
Generelt sett vil materialer med høy lysoverføring ha lavere dis, og omvendt, men dette er ikke alltid tilfelle. Noen materialer har høy lysoverføring, men også høye disverdier, for eksempel tynne filmer som frostet glass [73]. Filmen utarbeidet i dette eksperimentet kan velge riktig mykner og tilleggsbeløp i henhold til behovene.
3.3.5 Effekter av glyserol og sorbitol på vannløseligheten til HPMC -filmer
(A) Glyserol （B） sorbitol
Fig.3.5 Effekten av glyserol eller sorbitolumon vannløselighet av HPMC -filmer
Figur 3.5 viser effekten av glyserol og sorbitol på vannløseligheten til HPMC -filmer. Det kan sees fra figuren at med økningen av myknerinnholdet er vannløselighetstiden for HPMC -filmen forlenget, det vil si at vannløseligheten til HPMC -filmen gradvis synker, og glyserol har større innvirkning på vannløseligheten til HPMC -film enn sorbitol. Årsaken til at hydroksypropylmetylcellulose har god vannløselighet er på grunn av eksistensen av et stort antall hydroksylgrupper i molekylet. Fra analysen av det infrarøde spekteret kan det sees at med tilsetning av glyserol og sorbitol, svekkes hydroksylvibrasjonstoppen til HPMC -filmen, noe som indikerer at antallet hydroksylgrupper i HPMC -molekylet reduseres og den hydrofile gruppen.
3.4 Seksjoner av dette kapittelet
Gjennom ovennevnte ytelsesanalyse av HPMC -filmer kan det sees at myknerne glyserol og sorbitol forbedrer de mekaniske egenskapene til HPMC -filmer og øker forlengelsen ved filmens pause. Når tilsetningen av glyserol er 0,15%, er de mekaniske egenskapene til HPMC -filmer relativt gode, strekkfastheten er omtrent 60MPa, og forlengelsen i bruddet er omtrent 50%; Når tilsetningen av glyserol er 0,25%, er de optiske egenskapene bedre. Når innholdet av sorbitol er 0,15%, er strekkfastheten til HPMC -filmen omtrent 55MPa, og forlengelsen ved brudd øker til omtrent 45%. Når innholdet i sorbitol er 0,45%, er filmens optiske egenskaper bedre. Begge myknerne reduserte vannløseligheten til HPMC -filmer, mens sorbitol hadde mindre effekt på vannløseligheten til HPMC -filmer. Sammenligningen av effekten av de to myknerne på egenskapene til HPMC -filmer viser at den mykgjørende effekten av glyserol på HPMC -filmer er bedre enn for sorbitol.
Kapittel 4 Effekter av tverrbindingsmidler på HPMC vannløselige emballasjefilmer
4.1 Innledning
Hydroksypropylmetylcellulose inneholder mange hydroksylgrupper og hydroksypropoksygrupper, så den har god vannløselighet. Denne artikkelen bruker sin gode vannløselighet for å tilberede en roman grønn og miljøvennlig vannløselig emballasjefilm. Avhengig av anvendelsen av den vannoppløselige filmen, er det også ønsket rask oppløsning av den vannoppløselige filmen i de fleste bruksområder, men noen ganger er det også ønsket forsinket oppløsning [21].
Derfor brukes glutaraldehyd i dette kapittelet som det modifiserte tverrbindingsmiddelet for den vannoppløselige emballasjefilmen til hydroksypropylmetylcellulose, og overflaten er tverrbundet for å endre filmen for å redusere vannløseligheten i filmen og forsinke vannløsbarheten. Effektene av forskjellige tilsetninger av glutaraldehydvolum på vannløseligheten, mekaniske egenskaper og optiske egenskaper til hydroksypropylmetylcellulosefilmer ble hovedsakelig studert.
4.2 Eksperimentell del
4.2.1 Eksperimentelle materialer og instrumenter
Tabell 4.1 Eksperimentelle materialer og spesifikasjoner
4.2.2 Prøveforberedelse
1) Veiing: Vei en viss mengde hydroksypropylmetylcellulose (5%) med en elektronisk balanse;
2) Oppløsning: Den veide hydroksypropylmetylcellulosen tilsettes det fremstilte avioniserte vannet, omrørt ved romtemperatur og trykk til den er helt oppløst, og deretter forskjellige mengder glutaraldehyd (0,19%0,25%0,31%, 0,38%, 0,4%), som er jevn, la en viss periode med en viss periode. Glutaraldehyd tilsatte beløp oppnås;
3) Filmfremstilling: Injiser filmen som danner væske inn i glass -petriskålen og kast filmen, sett den i lufttørkekassen på 40 ~ 50 ° C for å tørke filmen, lag en film med en tykkelse på 45μm, avdekke filmen og legg den i tørkekassen for sikkerhetskopi.
4.2.3 Karakterisering og ytelsestesting
4.2.3.1 Infrarød absorpsjonsspektroskopi (FT-IR) analyse
Den infrarøde sugingen av HPMC -filmer ble bestemt ved bruk av Nicolet 5700 Fourier infrarødt spektrometer produsert av det amerikanske termoelektriske selskapet Lukk spekteret.
4.2.3.2 Vidvinkel røntgendiffraksjon (XRD) analyse
Vidvinkel røntgendiffraksjon (XRD) er analysen av krystalliseringstilstanden til et stoff på molekylært nivå. I denne artikkelen ble krystalliseringstilstanden til den tynne filmen bestemt ved bruk av et ARL/XTRA røntgendiffraktometer produsert av Thermo ARL fra Sveits. Målebetingelser: Røntgenkilden er en nikkelfilter Cu-Kα-linje (40 kV, 40 mA). Skann vinkelen fra 0 ° til 80 ° (2θ). Skann hastigheten 6 °/min.
4.2.3.3 Bestemmelse av vannløselighet: Samme som 2.2.3.4
4.2.3.4 Bestemmelse av mekaniske egenskaper
Ved å bruke testutstyr for elektronisk universell strekkprøving av Instron (Shanghai), i henhold til GB13022-92 testmetode for strekkegenskaper til plastfilmer, test ved 25 ° C, 50% RH-forhold, utvalgte prøver med ensartet tykkelse og ren overflate uten urenhet er testet.
4.2.3.5 Bestemmelse av optiske egenskaper
Ved hjelp av en lett transmittans dis -tester, velg en prøve som skal testes med en ren overflate og ingen bretter, og måle lysoverføringen og uklarheten til filmen ved romtemperatur (25 ° C og 50%RF).
4.2.4 Databehandling
Eksperimentelle data ble behandlet med Excel og tegnet av Origin -programvaren.
4.3 Resultater og diskusjon
4.3.1 Infrarød absorpsjonsspektre av glutaraldehyd-kryssbundet HPMC-filmer
Fig.4.1 FT-IR av HPMC-filmer under forskjellige glutaraldehydinnhold
Infrarød absorpsjonsspektroskopi er et kraftig middel til å karakterisere de funksjonelle gruppene som finnes i molekylstrukturen og å identifisere funksjonelle grupper. For ytterligere å forstå de strukturelle endringene av hydroksypropylmetylcellulose etter modifisering, ble infrarøde tester utført på HPMC -filmer før og etter modifisering. Figur 4.1 viser de infrarøde spektrene til HPMC -filmer med forskjellige mengder glutaraldehyd, og deformasjonen av HPMC -filmer
Vibrasjonsabsorpsjonstoppene til -OH er nær 3418cm-1 og 1657cm-1. Sammenlignet de tverrbundne og ikke-kryssbundne infrarøde spektraene til HPMC-filmer, kan det sees at med tilsetning av glutaraldehyd, vibrasjonstoppene til -OH ved 3418cm-1 og 165CM-absorpsjonstoppen av Hydroxyl-gruppen på 1 hydroxyxy-hydroxy-gruppe på Hydroxy-gruppen på Hydroxy-gruppen på Hydroxyl-gruppen på Hydroxy-gruppen på Hydroxy-gruppen på Hydroxy-gruppen på Hydroxy-gruppen på Hydroxyl-gruppen på Hydroxy-gruppen på Hydroxy-gruppen på Hydroxy, var den. Grupper i HPMC-molekylet ble redusert, noe som var forårsaket av tverrbindingsreaksjonen mellom noen hydroksylgrupper av HPMC og dialdehydgruppen på glutaraldehyd [74]. I tillegg ble det funnet at tilsetningen av glutaraldehyd ikke endret posisjonen til hver karakteristisk absorpsjonstopp av HPMC, noe som indikerte at tilsetningen av glutaraldehyd ikke ødela gruppene av HPMC selv.
4.3.2 XRD-mønstre av glutaraldehyd-tverrbundne HPMC-filmer
Ved å utføre røntgendiffraksjon på et materiale og analysere dets diffraksjonsmønster, er det en forskningsmetode for å få informasjon som strukturen eller morfologien til atomer eller molekyler inne i materialet. Figur 4.2 viser XRD -mønstrene til HPMC -filmer med forskjellige glutaraldehydtilsetninger. Med økningen av glutaraldehydtilsetning, svekket intensiteten av diffraksjonstoppene til HPMC rundt 9,5 ° og 20,4 °, fordi aldehyder på glutaraldehydmolekylet svekket. Den tverrbindende reaksjonen oppstår mellom hydroksylgruppen og hydroksylgruppen på HPMC-molekylet, som begrenser mobiliteten til molekylkjeden [75], og reduserer dermed den ordnede arrangementets evne til HPMC-molekylet.
Fig.4.2 XRD av HPMC -filmer under forskjellige glutaraldehydinnhold
4.3.3 Effekten av glutaraldehyd på vannløseligheten til HPMC -filmer
Fig.4.3 Effekten av glutaraldehyd på vannløselighet av HPMC -filmer
Fra figur 4.3 Effekten av forskjellige glutaraldehyd -tilsetninger på vannløseligheten til HPMC -filmer, kan det sees at med økningen av glutaraldehyddosering er vannløselighetstiden for HPMC -filmer forlenget. Den tverrbindende reaksjonen oppstår med aldehydgruppen på glutaraldehyd, noe som resulterer i en betydelig reduksjon i antall hydroksylgrupper i HPMC-molekylet, og dermed forlenger vannløseligheten til HPMC-filmen og reduserer vannløseligheten til HPMC-filmen.
4.3.4 Effekt av glutaraldehyd på mekaniske egenskaper til HPMC -filmer
Fig.4.4 Effekten av glutaraldehyd på strekkfasthet og brytende forlengelse av HPMC -filmer
For å undersøke effekten av glutaraldehydinnhold på de mekaniske egenskapene til HPMC -filmer, ble strekkfastheten og forlengelsen ved brudd på de modifiserte filmene testet. For eksempel er 4.4 grafen for effekten av glutaraldehyd -tilsetning på strekkfastheten og forlengelsen ved filmen. Med økningen av glutaraldehyd -tilsetningen økte strekkfastheten og forlengelsen ved brudd på HPMC -filmer først og reduserte deretter. trenden til. Siden tverrbindingen av glutaraldehyd og cellulose tilhører eterifisering tverrbinding, etter å ha tilsatt glutaraldehyd til HPMC-filmen, de to aldehydgruppene på glutaraldehyd-molekylen og hydroksylgruppene på HPMC-molekyden en kryss-link-reaksjons-reaksjon på hpmc molekydet en kryss-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-link-reaksjon av hpmcy-ene. HPMC -filmer. Med kontinuerlig tilsetning av glutaraldehyd, øker tverrbindingstettheten i løsningen, noe som begrenser den relative gliden mellom molekyler, og de molekylære segmentene ikke lett er orientert under virkningen av ekstern kraft, som viser at de mekaniske egenskapene til HPMC-tynnfilmer avtar makroskopisk [76]]. Fra figur 4.4 viser effekten av glutaraldehyd på de mekaniske egenskapene til HPMC -filmer at når tilsetningen av glutaraldehyd er 0,25%, er tverrbindingseffekten bedre, og de mekaniske egenskapene til HPMC -filmer er bedre.
4.3.5 Effekten av glutaraldehyd på de optiske egenskapene til HPMC -filmer
Lysoverføring og dis er to veldig viktige optiske ytelsesparametere for emballasjefilmer. Jo større overføring, jo bedre er filmenes åpenhet; Uklarheten, også kjent som turbiditet, indikerer filmens utholdenhet, og jo større er, desto verre er filmens klarhet. Figur 4.5 er påvirkningskurven for tilsetning av glutaraldehyd på de optiske egenskapene til HPMC -filmer. Det kan sees fra figuren at med økningen av tilsetningen av glutaraldehyd, øker lysoverføringen først sakte, øker deretter raskt og avtar deretter sakte; Haze det avtok først og økte deretter. Da tilsetningen av glutaraldehyd var 0,25%, nådde overføringen av HPMC -filmen den maksimale verdien på 93%, og diset nådde minimumsverdien på 13%. På dette tidspunktet var den optiske ytelsen bedre. Årsaken til økningen i optiske egenskaper er den tverrbindende reaksjonen mellom glutaraldehydmolekyler og hydroksypropylmetylcellulose, og det intermolekylære arrangementet er mer kompakt og ensartet, noe som øker de optiske egenskapene til HPMC-filmer [77-79]. Når tverrbindingsmiddelet er for høyt, overtegnes tverrbindingsstedene, den relative gliden mellom molekylene i systemet er vanskelig, og gelfenomenet er lett å skje. Derfor reduseres de optiske egenskapene til HPMC -filmer [80].
Fig.4.5 Effekten av glutaraldehyd på optisk egenskap av HPMC -filmer
4.4 Seksjoner av dette kapittelet
Gjennom analysen ovenfor trekkes følgende konklusjoner:
1) Det infrarøde spekteret av glutaraldehyd-kryssbundet HPMC-filmen viser at glutaraldehyd og HPMC-film gjennomgår en tverrbindingsreaksjon.
2) Det er mer hensiktsmessig å tilsette glutaraldehyd i området 0,25% til 0,44%. Når tilsetningsmengden glutaraldehyd er 0,25%, er de omfattende mekaniske egenskapene og optiske egenskapene til HPMC -filmen bedre; Etter tverrbinding blir vannløseligheten til HPMC-filmen forlenget og vannløseligheten reduseres. Når tilsetningsmengden glutaraldehyd er 0,44%, når vannløselighetstiden omtrent 135 minutter.
Kapittel 5 Naturlig antioksidant HPMC Vannløselig emballasjefilm
5.1 Introduksjon
For å utvide anvendelsen av hydroksypropylmetylcellulosefilm i matemballasje, bruker dette kapittelet bambusblad antioksidant (AOB) som en naturlig antioksidantadditiv, og bruker løsning av løsning av filmerdannende metode for å fremstille naturlige bambusbladantioksidanter med forskjellige massekrakter. Antioksidant HPMC vannløselig emballasjefilm, studerer antioksidantegenskapene, vannløseligheten, mekaniske egenskaper og optiske egenskaper til filmen, og gir grunnlag for dens anvendelse i matemballasjesystemer.
5.2 Eksperimentell del
5.2.1 Eksperimentelle materialer og eksperimentelle instrumenter
Tab.5.1 Eksperimentelle materialer og spesifikasjoner
Tab.5.2 Eksperimentelle apparater og spesifikasjoner
5.2.2 Prøveforberedelse
Hydroksypropylmetylcellulose Vannoppløselige emballasjefilmer med forskjellige mengder bambusblad Antioksidanter ved oppstøpningsmetode: Forbered 5%hydroksypropylmetylcellulose 0. vandig oppløsning, røre jevnt, og deretter hydroksypropylcellcellulose tilsatt en vis 0,09%) av antioksidanter i bambusblad til cellulosefilmdannende løsning, og fortsetter å røre
For å være fullstendig blandet, la stå ved romtemperatur i 3-5 minutter (defoaming) for å fremstille HPMC-filmdannende løsninger som inneholder forskjellige massefraksjoner av bambusbladantioksidanter. Tørk den i en eksplosjonstørkingsovn, og legg den i en tørkeovn for senere bruk etter skrelling av filmen. Den forberedte hydroksypropylmetylcellulose vannløselige emballasjefilmen tilsatt med bambusblad antioksidant blir referert til som AOB/HPMC-film for kort.
5.2.3 Karakterisering og ytelsestesting
5.2.3.1 Infrarød absorpsjonsspektroskopi (FT-IR) analyse
De infrarøde absorpsjonsspektrene til HPMC -filmer ble målt i ATR -modus ved bruk av et Nicolet 5700 Fourier Transform Infrared Spectrometer produsert av Thermoelektrisk selskap.
5.2.3.2 Måling av vidvinkel røntgendiffraksjon (XRD): Samme som 2.2.3.1
5.2.3.3 Bestemmelse av antioksidantegenskaper
For å måle antioksidantegenskapene til de forberedte HPMC -filmene og AOB/HPMC -filmene, ble DPPH -frie radikale rensemetoden brukt i dette eksperimentet for å måle den rensende hastigheten til filmene til DPPH frie radikaler, for å indirekte måle oksidasjonsmotstanden til filmene.
Fremstilling av DPPH -løsning: Under skyggeforhold, oppløs 2 mg DPPH i 40 ml etanoloppløsningsmiddel, og sonikat i 5 minutter for å gjøre løsningen ensartet. Oppbevares i kjøleskap (4 ° C) for senere bruk.
Med henvisning til den eksperimentelle metoden til Zhong Yuansheng [81], med en liten modifisering, måling av A0 -verdien: ta 2 ml DPPH -løsning i et testrør, tilsett deretter 1 ml destillert vann for å riste og blande fullt ut, og måle A -verdien (519nm) med et UV -spektrofotometer. er A0. Måling av en verdi: Tilsett 2 ml DPPH -løsning i et testrør, og tilsett deretter 1 ml HPMC tynnfilmløsning for å blande grundig, måle en verdi med UV -spektrofotometer, ta vann som blank kontroll og tre parallelle data for hver gruppe. DPPH Free Radical Scavenging Rate Beregningsmetode refererer til følgende formel,
I formelen: A er absorbansen til prøven; A0 er den blanke kontrollen
5.2.3.4 Bestemmelse av mekaniske egenskaper: Samme som 2.2.3.2
5.2.3.5 Bestemmelse av optiske egenskaper
Optiske egenskaper er viktige indikatorer på gjennomsiktigheten til emballasjefilmer, hovedsakelig inkludert overføringen og disen av filmen. Overføringen og disen av filmene ble målt ved bruk av en transmittans dis -tester. Lysoverføringen og disen av filmene ble målt ved romtemperatur (25 ° C og 50% RH) på testprøver med rene overflater og ingen bretter.
5.2.3.6 Bestemmelse av vannløselighet
Skjær en 30 mm × 30 mm film med en tykkelse på omtrent 45μm, tilsett 100 ml vann til et 200 ml beger, legg filmen i midten av den stille vannoverflaten, og måle tiden for filmen til å forsvinne helt. Hvis filmen holder seg til begerets vegg, må den måles igjen, og resultatet tas som gjennomsnittet av 3 ganger, enheten er min.
5.2.4 Databehandling
Eksperimentelle data ble behandlet med Excel og tegnet av Origin -programvaren.
5.3 Resultater og analyse
5.3.1 FT-IR-analyse
Fig5.1 FTIR av HPMC og AOB/HPMC -filmer
I organiske molekyler er atomene som danner kjemiske bindinger eller funksjonelle grupper i en tilstand av konstant vibrasjon. Når de organiske molekylene bestråles med infrarødt lys, kan de kjemiske bindingene eller funksjonelle gruppene i molekylene absorbere vibrasjoner, slik at informasjon om de kjemiske bindingene eller funksjonelle gruppene i molekylet kan oppnås. Figur 5.1 viser FTIR -spektra for HPMC -film og AOB/HPMC -film. Fra figur 5 kan det sees at den karakteristiske skjelettvibrasjonen av hydroksypropylmetylcellulose hovedsakelig er konsentrert i 2600 ~ 3700 cm-1 og 750 ~ 1700 cm-1. Den sterke vibrasjonsfrekvensen i området 950-1250 cm-1 er hovedsakelig det karakteristiske området for CO-skjelett som strekker vibrasjoner. Absorpsjonsbåndet til HPMC-filmen nær 3418 cm-1 er forårsaket av strekkvibrasjonen til OH-bindingen, og absorpsjonstoppen til hydroksylgruppen på hydroxypropoxy-gruppen ved 1657 cm-1 er forårsaket av den strekkende vibrasjonen av rammeverket [82]. Absorpsjonstoppene ved 1454cm-1, 1373cm-1, 1315cm-1 og 945cm-1 ble normalisert til asymmetriske, symmetriske deformasjonsvibrasjoner, in-plan og out-of-plan bøyningsvibrasjoner som tilhørte -Ch3 [83]. HPMC ble modifisert med AOB. Med tilsetning av AOB endret ikke posisjonen til hver karakteristiske topp av AOB/HPMC, noe som indikerte at tilsetningen av AOB ikke ødela gruppene av HPMC selv. Den strekkende vibrasjonen av OH-bindingen i absorpsjonsbåndet til AOB/HPMC-filmen nær 3418 cm-1 er svekket, og endringen av toppform er hovedsakelig forårsaket av endringen av de tilstøtende metyl- og metylenbåndene på grunn av hydrogenbindingsinduksjonen. 12], kan det sees at tilsetningen av AOB har en effekt på intermolekylære hydrogenbindinger.
5.3.2 XRD -analyse
Fig.5.2 XRD av HPMC og AOB/
Fig.5.2 XRD av HPMC og AOB/HPMC -filmer
Den krystallinske tilstanden til filmene ble analysert ved vidvinkel røntgendiffraksjon. Figur 5.2 viser XRD -mønstrene til HPMC -filmer og AAOB/HPMC -filmer. Det kan sees fra figuren at HPMC -filmen har 2 diffraksjonstopper (9,5 °, 20,4 °). Med tilsetning av AOB er diffraksjonstoppene rundt 9,5 ° og 20,4 ° betydelig svekket, noe som indikerer at molekylene i AOB/HPMC -filmen er ordnet på en ryddig måte. Evnen reduserte, noe som indikerer at tilsetning av AOB forstyrret arrangementet av hydroksypropylmetylcellulosemolekylkjede, ødela den opprinnelige krystallstrukturen til molekylet og reduserte den vanlige arrangementet av hydroksypropylmetylcellulose.
5.3.3 Antioksidantegenskaper
For å utforske effekten av forskjellige AOB -tilsetninger på oksidasjonsmotstanden til AOB/HPMC -filmer, ble filmene med forskjellige tilsetninger av AOB (0, 0,01%, 0,03%, 0,05%, 0,07%, 0,09%) undersøkt. Effekten av rensingshastigheten til basen, resultatene er vist i figur 5.3.
Fig.5.3 Effekten av HPMC -filmer under AOB -innhold på DPPH -bebyggelse
Det kan sees fra figur 5.3 at tilsetningen av AOB -antioksidant forbedret rensingshastigheten for DPPH -radikaler betydelig ved HPMC -filmer, det vil si antioksidantegenskapene til filmene ble forbedret, og med økningen av AOB -tilsetningen økte den rensing av DPPH -radikaler først gradvis redusert. Når tilleggsmengden av AOB er 0,03%, har AOB/HPMC-filmen den beste effekten på rensingsgraden for DPPH-frie radikaler, og dens rensfrekvens for DPPH-frie radikaler når 89,34%, det vil si at AOB/HPMC-filmen har den beste anti-oksidasjonsytelsen på denne tiden; Når AOB -innholdet var 0,05% og 0,07%, var DPPH -frie radikale rensingsgraden for AOB/HPMC -filmen høyere enn for 0,01% -gruppen, men betydelig lavere enn for 0,03% -gruppen; Dette kan skyldes overdreven naturlige antioksidanter tilsetning av AOB førte til agglomerering av AOB -molekyler og ujevn distribusjon i filmen, og påvirker dermed effekten av antioksidanteffekten av AOB/HPMC -filmer. Det kan sees at AOB/HPMC-filmen utarbeidet i eksperimentet har god anti-oksidasjonsytelse. Når tilleggsmengden er 0,03%, er antioksidasjonsytelsen til AOB/HPMC-filmen den sterkeste.
5.3.4 Vannløselighet
Fra figur 5.4, effekten av bambusbladantioksidanter på vannløseligheten av hydroksypropylmetylcellulosefilmer, kan det sees at forskjellige AOB -tilsetninger har en betydelig effekt på vannløseligheten til HPMC -filmer. Etter å ha tilsatt AOB, med økningen av mengden AOB, var den vannoppløselige tiden til filmen kortere, noe som indikerte at vannløseligheten til AOB/HPMC-filmen var bedre. Det vil si at tilsetningen av AOB forbedrer AOB/HPMC vannløselighet i filmen. Fra forrige XRD -analyse kan det sees at etter å ha tilsatt AOB, reduseres krystalliniteten til AOB/HPMC -filmen, og kraften mellom molekylkjedene er svekket, noe som gjør det lettere for vannmolekyler å komme inn i AOB/HPMC -filmen, så AOB/HPMC -filmen forbedres til en visning. Vannløselighet i filmen.
Fig.5.4 Effekten av AOB på vannløselig av HPMC -filmer
5.3.5 Mekaniske egenskaper
Fig.5.5 Effekten av AOB på strekkfasthet og brytende forlengelse av HPMC -filmer
Anvendelsen av tynne filmmaterialer er mer og mer omfattende, og dens mekaniske egenskaper har stor innflytelse på tjenesteadferden til membranbaserte systemer, som har blitt et stort forskningshotspot. Figur 5.5 viser strekkfasthet og forlengelse ved bruddkurver av AOB/HPMC -filmer. Det kan sees fra figuren at forskjellige AOB -tillegg har betydelige effekter på filmens mekaniske egenskaper. Etter å ha tilsatt AOB, med økningen av AOB -tillegg, AOB/HPMC. Strekkstyrken til filmen viste en nedadgående trend, mens forlengelsen i pausen viste en trend med først å øke og deretter avta. Da AOB -innholdet var 0,01%, nådde forlengelsen ved filmen en maksimumsverdi på omtrent 45%. Effekten av AOB på de mekaniske egenskapene til HPMC -filmer er åpenbar. Fra XRD -analysen kan det sees at tilsetningen av antioksidant AOB reduserer krystalliniteten til AOB/HPMC -filmen, og dermed reduserer strekkfastheten til AOB/HPMC -filmen. Forlengelsen ved brudd øker først og avtar deretter, fordi AOB har god vannløselighet og kompatibilitet, og er et lite molekylært stoff. Under prosessen med kompatibilitet med HPMC blir interaksjonskraften mellom molekyler svekket og filmen blir myknet. Den stive strukturen gjør AOB/HPMC -filmen myk og forlengelsen ved filmenes pause øker; Når AOB fortsetter å øke, reduseres forlengelsen i bruddet på AOB/HPMC -filmen, fordi AOB -molekylene i AOB/HPMC -filmen gjør makromolekylene til gapet mellom kjedene øker, og det er ikke noe å bryte med at filmen er lett å bryte når filmen er en stresset. avtar.
5.3.6 Optiske egenskaper
Fig.5.6 Effekten av AOB på optisk egenskap av HPMC -filmer
Figur 5.6 er en graf som viser endringen i transmittans og dis av AOB/HPMC -filmer. Det kan sees fra figuren at med økningen av mengden AOB lagt til, reduseres overføringen av AOB/HPMC -filmen og disen øker. Når AOB -innholdet ikke oversteg 0,05%, var endringshastighetene for lysoverføring og dis av AOB/HPMC -filmer trege; Da AOB -innholdet oversteg 0,05%, ble endringshastighetene for lysoverføring og dis akselerert. Derfor bør mengden AOB tilsatt ikke overstige 0,05%.
5.4 Seksjoner av dette kapittelet
Å ta bambusblad antioksidant (AOB) som naturlig antioksidant og hydroksypropylmetylcellulose (HPMC) som filmdannende matrise, ble en ny type naturlig antioksidantemballasjefilm fremstilt ved løsningsblanding og støping av filmdannende metode. AOB/HPMC vannløselig emballasjefilm utarbeidet i dette eksperimentet har de funksjonelle egenskapene til antioksidasjon. AOB/HPMC -filmen med 0,03% AOB har en rensingsgrad på omtrent 89% for DPPH -frie radikaler, og den rensende effektiviteten er den beste, noe som er bedre enn det uten AOB. HPMC -filmen på 61% forbedret. Vannløseligheten er også betydelig forbedret, og de mekaniske egenskapene og optiske egenskapene reduseres. Den forbedrede oksidasjonsmotstanden til AOB/HPMC -filmmaterialer har utvidet sin påføring i matemballasje.
Kapittel VI Konklusjon
1) Med økningen av HPMC-filmdannende løsningskonsentrasjonen økte de mekaniske egenskapene til filmen først og reduserte deretter. Når HPMC-filmdannende løsningskonsentrasjonen var 5%, var de mekaniske egenskapene til HPMC-filmen bedre, og strekkfastheten var 116MPa. Forlengelsen i pause er omtrent 31%; De optiske egenskapene og vannløseligheten avtar.
2) Med økningen av filmdannelsestemperaturen økte de mekaniske egenskapene til filmene først og deretter redusert, de optiske egenskapene ble bedre, og vannløseligheten avtok. Når filmdannende temperatur er 50 ° C, er den totale ytelsen bedre, strekkfastheten er omtrent 116MPa, lysoverføringen er omtrent 90%, og vannoppløsningstiden er omtrent 55 minutter, så filmdannende temperatur er mer egnet ved 50 ° C.
3) Å bruke myknere for å forbedre seigheten av HPMC -filmer, med tilsetning av glyserol, økte forlengelsen ved brudd på HPMC -filmer betydelig, mens strekkfastheten reduserte. Når mengden glyserol ble tilsatt var mellom 0,15%og 0,25%, var forlengelsen ved brudd på HPMC -filmen omtrent 50%, og strekkfastheten var omtrent 60MPa.
4) Med tilsetning av sorbitol øker forlengelsen ved filmen av filmen først og avtar deretter. Når tilsetningen av sorbitol er omtrent 0,15%, når forlengelsen ved pause 45% og strekkfastheten er omtrent 55MPa.
5) Tilsetning av to myknere, glyserol og sorbitol, reduserte begge de optiske egenskapene og vannløseligheten til HPMC -filmer, og nedgangen var ikke stor. Sammenlignet den mykgjørende effekten av de to myknerne på HPMC -filmer, kan det sees at den plastiserende effekten av glyserol er bedre enn den for sorbitol.
6) Gjennom infrarød absorpsjonsspektroskopi (FTIR) og vidvinkel røntgendiffraksjonsanalyse, ble tverrbindingen av glutaraldehyd og HPMC og krystalliniteten etter tverrbinding studert. Med tilsetningen av tverrbindingsmiddelet glutaraldehyd, økte strekkfastheten og forlengelsen ved brudd på de forberedte HPMC-filmene først og reduserte deretter. Når tilsetningen av glutaraldehyd er 0,25%, er de omfattende mekaniske egenskapene til HPMC -filmer bedre; Etter tverrbinding blir vannløselighetstiden forlenget, og vannløseligheten avtar. Når tilsetningen av glutaraldehyd er 0,44%, når vannløselighetstiden omtrent 135 minutter.
7) Tilsett en passende mengde AOB-naturlig antioksidant til den filmdannende løsningen av HPMC-film, har den forberedte AOB/HPMC vannløselige emballasjefilmen de funksjonelle egenskapene til anti-oksidasjon. AOB/HPMC -filmen med 0,03% AOB la til 0,03% AOB for å fjerne DPPH -frie radikaler. Fjerningshastigheten er omtrent 89%, og fjerningseffektiviteten er den beste, som er 61% høyere enn HPMC -filmen uten AOB. Vannløseligheten er også betydelig forbedret, og de mekaniske egenskapene og optiske egenskapene reduseres. Når tilleggsmengden på 0,03% AOB, er antioksidasjonseffekten av filmen god, og forbedringen av antioksidasjonsytelsen til AOB/HPMC-film utvider bruken av dette emballasjefilmmaterialet i matemballasje.
Post Time: SEP-29-2022