聚乙烯醇复合薄膜工艺-论文.pdf

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1、第14卷第3期中国食品学报Vo1．14No．32014年3月JournalofChineseInstituteofFoodScienceandTechnologyMar．2014响应面法优化纳米SiO2改性大豆蛋白／聚乙烯醇复合薄膜工艺尹国平1陈志周甄红伟(河北农业大学食品科技学院河北保定071000河北农业大学教学实验林场河北保定071000)摘要为增强大豆蛋白，聚乙烯醇复合薄膜的综合性能，以纳米SiO2含量、分散剂聚乙烯基吡咯烷酮(PVPK-30)的含量、膜液pH值为影响因子，以薄膜拉伸强度、断裂伸长率、透光率、吸水率为主要评价指标，通过响应曲面试验确定纳米SiO，改性大豆蛋白，

2、聚乙烯醇复合膜的最佳工艺条件。试验结果表明：当加入1．75％的SiO2纳米粒子(占大豆蛋白和PVA干重)，1．20％的PVP(占纳米粒子干重)，膜液的pH值控制在5．50时，复合薄膜的综合性能最好；与原大豆蛋白／PVA复合膜相比，改性后薄膜的抗张强度由4．61MPa增加到9．76MPa，断裂伸长率由64．98％提升到92．76％，透光率由15_54％升到24．12％，而吸水率由46．37％略降到45．28％。本试验为大豆蛋白／聚乙烯醇复合薄膜性能的改善以及生产应用提供理论和试验基础。关键词纳米SiO2；大豆蛋白；聚乙烯醇；响应面分析法；3-艺条件文章编号1009—7848(2014)

3、03—0128-07传统的以石油基为主要原料的包装材料，可究。且改性后薄膜的力学性能、耐水性能等指标仍降解性差．对能源和环境带来了很大的负面效应。不能满足实际使用要求。纳米SiO：材料具有纳米在这一背景下，纤维素、淀粉、蛋白质等天然可降粒子特殊的功能效应．用其来改性高分子基体材解高分子聚合物。在替代现有的石油基塑料方面料的研究并不少见_15_。研究发现，纳米SiO：在单独成为研究热点1。其中，大豆蛋白因其原料来源改善大豆分离蛋白膜及PVA(聚乙烯醇)薄膜力学广．生物降解性能强且成膜性能优异而受到广泛性能和耐水性能方面均有明显的效果_17J。用纳米关注。为提升大豆蛋白产业价值，实现其在

4、食品SiO：改性大豆蛋白／聚乙烯醇复合薄膜目前未见研包装及地膜应用领域的实际应用，必须突破原料究报道。本文通过建立纳米SiO改性普通大豆蛋价格关及产品性能关。大豆分离蛋白市场价格白(蛋白含量70％)／PVA复合薄膜的数学模型，为为2．3～2．5万元／t，普通功能性大豆蛋白粉(蛋白质普通大豆蛋白／聚乙烯醇复合薄膜性能的改善以量分数为70％左右)价格仅1．0—1．2万元／t。若以普及工业化生产应用提供理论依据。通大豆蛋白粉代替大豆分离蛋白膜和石油原料，制备具有相同甚至更高机械性能的可完全降解的1材料与方法薄膜，再借鉴糯米纸生产工艺，实现工业化生产，1．1材料与主要仪器则大大降低大豆蛋白膜

5、的生产成本。另外，大豆蛋纳米SiO(3Onto)，杭州万景新材料有限公白含有多种功能团，许多改性方法可用来增加蛋司；聚乙烯基吡咯烷酮(PVPK一30)，美国Fluka公白质分子之间的相互作用．使其内部疏水基团暴司；大豆蛋白(蛋白质量分数为70％)，安阳漫天雪露，并形成新的化学键，提高材料的力学性能和耐食品制造有限公司；聚乙烯醇(化学纯)，津市科密水性能，使其生产功能材料成为可能”。欧化学试剂有限公司；甘油(化学纯)，天津市天大近年来虽然已有制备大豆蛋白质／聚乙烯醇化工实验厂。共混薄膜的报道『l～41，·但大多仅限于成膜工艺研PSH一2C精密pH计，上海康仪仪器有限公司；WFJ2—20

6、00型可见分光光度计，尤尼柯(上收稿日期：2013—03—29基金项目：河北省科技计划基金项目(10225151)海)仪器有限公司；XLW(PC)型一智能电子拉力作者简介：尹国平，女，1986年出生，硕士生试验机，济南兰光机电技术有限公司；KQ一200DB通讯作者：陈志周第14卷第3期响应面法优化纳米SiO2改性大豆蛋8／聚乙烯醇复合薄膜工艺129型数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；1．4．4膜吸水率测定参照GB一1034—70测定膜ZH一4纸与纸板厚度测定仪．长春市纸张试验机吸水率。厂：JJ一1型增力电动搅拌器，常州国华电器有限公1．4．5对各物理性能进行模糊综合评价综合考

7、司：GZX一9140MBE型数显鼓风干燥箱，上海博讯虑多个物理指标，对大豆蛋8／聚乙烯醇薄膜的性实业有限公司。能进行评价。引入隶属度函数对薄膜的性能进行1．2试验方法模糊综合评价。1．2．1纳米SiO悬浮液的分散精确称取0．27g()=(—X)／(一一一)(正效应)的纳米SiO，量取50mL蒸馏水，搅拌下缓慢加入(M)=l一(X。一X)／(一一)(负效应)SiO2，再加入1％聚乙烯基吡咯烷酮(PVPK一30)作式中，(M)——待分析点的隶属度函数值；为分散