超疏水聚乳酸薄膜表面结构的调控及对酸奶的黏附作用
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内蒙古农业大学食品科学与工程学院,内蒙古 呼和浩特 010018

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中图分类号:

TQ323.4

基金项目:

国家自然基金青年基金资助项目(21805142),内蒙古自治区草原英才工程青年创新创业人才培养计划(2020),内蒙古农业大学青年科技骨干基金(2017XQG-4)


Construction of Super-Hydrophobic Poly (Lactic Acid) and Its Adhesion Effect of Yogurt
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    摘要:

    黏性食品易在包装材料表面残留,影响消费者体验的同时不利于材料的循环利用。本研究旨在结合化学合成、物理共混和压痕制备聚(L-乳酸)(PLLA)基超疏水酸奶包装膜,并考察酸奶在其表面的残留情况。首先以疏水端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)为引发剂,采用开环聚合制备柔性疏水三嵌段共聚物PLLA-PDMS-PLLA(PLDL)。进一步混入纳米疏水二氧化硅(SiO2)增加材料粗糙度,最后利用不同凸起直径的模板热压,构建不同的表面结构。分析了薄膜热学性能、机械性能、氧气透过性能和水蒸气透过性能等包装性能。同时观察薄膜表面微观结构,测量其接触角的大小。最后,以酸奶为对象,测试了其在不同薄膜表面的残留量。结果表明共混膜结晶度降低,具有良好的柔韧性,最大断裂伸长率约为纯PLLA的10倍。且PDMS和纳米粒子加入后,薄膜的水蒸气和氧气阻隔性有所提高,利于酸奶的保质。PDMS引入可以将PLLA的接触角从79°提高至110°。添加0.5% SiO2并经凸起直径为80 μm的模板热压后,PLDL0.5Sμ-80的共混薄膜接触角高达153°,显示了超疏水效果,黏度为300 mPa.s的酸奶改性薄膜表面的粘附残留量降低至9.4%。

    Abstract:

    Sticky food is prone to residue on the surface of the packaging material, affecting the consumer experience while not conducive to the recycling of materials. This research was aiming at preparing super-hydrophobic poly(lactic acid)(PLLA) by combination of copolylization, blending and hot pressing. PLLA-PDMS-PLLA (PLDLx) triblock copolymer was synthesized by ring-opening polymerization of lactide (LA) with hydroxy-terminated poly-dimethylsiloxane (PDMS) as initiator. The copolymer was further blended with different content of Nano hydrophobic silica (SiO2) to improve its hydrophobicity.Finally, didderent surface structures were constructed by hot pressing. The structure, composition, molecular weight, mechanical properties, gas barrier property and contact angle of the composite films were characterized. Results showed that with the the crystallinity of PLLA was reduced existence of PDMS and SiO2. However, the composite films kept better flexibility and the maximum elongation at break was increased about 10 times; the water vapor and O2 permeability decreased slightly. Moreover, the contact angle of PLDL0.5Sμ-80 blending film reached 153°, suggesting a super-hydrophobicity. The residual rate of yogurt with 300 mPa·s viscosity decreased to only 9.4%.

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  • 收稿日期:2022-04-13
  • 最后修改日期:2022-06-20
  • 录用日期:2022-06-20
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