Hidroksipropilmetilcelulozes sagatavošana un īpašības

Hidroksipropilmetilceluloze(HPMC) ir dabisks polimēru materiāls ar bagātīgiem resursiem, atjaunojamiem un labiem ūdens šķīdību un plēvēm veidojošām īpašībām. Tā ir ideāla izejviela ūdens šķīstošu iepakojuma filmu sagatavošanai.

Ūdens šķīstošā iepakojuma filma ir jauna veida zaļā iepakojuma materiāli, kam ir pievērsta liela uzmanība Eiropā un Amerikas Savienotajās Valstīs un citās valstīs. Tas ir ne tikai drošs un ērti lietojams, bet arī atrisina atkritumu apglabāšanas iepakojuma problēmu. Pašlaik ūdenī šķīstošās plēvēs kā izejvielas galvenokārt tiek izmantoti materiāli uz naftas, piemēram, polivinilspirts un polietilēnoksīds. Nafta ir neatjaunojams resurss, un liela mēroga izmantošana izraisīs resursu trūkumu. Ir arī ūdenī šķīstošas ​​plēves, kuras izejvielas izmanto dabiskas vielas, piemēram, cieti un olbaltumvielas, bet šīm ūdenī šķīstošām plēvēm ir sliktas mehāniskās īpašības. Šajā rakstā tika sagatavota jauna veida ūdenī šķīstoša iepakojuma plēve, izmantojot šķīduma liešanas plēves veidošanas metodi, izmantojot izejvielu hidroksipropilmetilcelulozi. Tika apskatīta HPMC plēvju veidojošā šķidruma un plēvju veidojošās temperatūras koncentrācijas ietekme uz stiepes izturību, pagarinājumu pārtraukumā, vieglā HPMC ūdens šķīstošo iepakojuma plēvju vieglā caurlaidībā un ūdens šķīdībai. Tika izmantots glicerīns, sorbitols un glutaraldehīds, vēl vairāk uzlabojot HPMC ūdens šķīstošās iepakojuma plēves veiktspēju. Visbeidzot, lai paplašinātu HPMC ūdenī šķīstošās iepakojuma plēves pielietojumu pārtikas iepakojumā, HPMC ūdens šķīstošā iepakojuma plēves antioksidantu antioksidantu antioksidantu īpašības tika izmantota bambusa lapu antioksidantu (AOB). Galvenie atklājumi ir šādi:

(1) Palielinoties HPMC koncentrācijai, stiepes izturība un pagarinājums HPMC plēvju pārtraukumā palielinājās, bet gaismas caurlaidība samazinājās. Ja HPMC koncentrācija ir 5% un plēves veidošanās temperatūra ir 50 ° C, labākas ir HPMC filmas visaptverošās īpašības. Šajā laikā stiepes izturība ir aptuveni 116MPA, pagarinājums pārtraukumā ir aptuveni 31%, vieglā caurlaidība ir 90%, un ūdens atdalīšanas laiks ir 55 minūtes.

(2) Plastifikatori glicerīns un sorbīts uzlaboja HPMC plēvju mehāniskās īpašības, kas ievērojami palielināja to pagarinājumu pārtraukumā. Kad glicerīna saturs ir no 0,05%līdz 0,25%, efekts ir labākais, un pagarinājums HPMC ūdens šķīstošās iepakojuma plēves pārtraukumā sasniedz apmēram 50%; Kad sorbīta saturs ir 0,15%, pagarinājums pārtraukumā palielinās līdz aptuveni 45%. Pēc tam, kad HPMC ūdens šķīstošā iepakojuma plēve tika modificēta ar glicerīnu un sorbītu, stiepes izturība un optiskās īpašības samazinājās, bet samazinājums nebija ievērojams.

(3) Glutaraldehīda krosotās HPMC ūdens šķīstošās iepakojuma plēves infrasarkanā spektroskopija (FTIR) parādīja, ka glutaraldehīds ir savstarpēji savienots ar plēvi, samazinot HPMC ūdens šķīstošā iepakojuma plēvi ūdens attīrīšanu. Kad glutaraldehīda pievienošana bija 0,25%, optimālas sasniedza filmu mehāniskās īpašības un optiskās īpašības. Kad glutaraldehīda pievienošana bija 0,44%, ūdens sadalīšanas laiks sasniedza 135 minūtes.

(4) Pievienojot atbilstošu AOB daudzumu HPMC ūdenī šķīstošam iepakojuma plēves plēves veidošanas šķīdumam, var uzlabot filmas antioksidantu īpašības. Kad tika pievienots 0,03% AOB, AOB/HPMC filmas samazināšanas ātrums bija aptuveni 89% DPPH brīvajiem radikāļiem, un labākā bija samazināšanas efektivitāte, kas bija par 61% augstāka nekā HPMC plēve bez AOB, un arī ūdens šķīdība tika ievērojami uzlabota.

Atslēgas vārdi: Ūdens šķīstoša iepakojuma filma; hidroksipropilmetilceluloze; Plastifikators; šķērssavienojuma aģents; Antioksidants.

Satura rādītājs

Kopsavilkums …………………………………………. …………………………………………………………………………………………… .i

Kopsavilkums ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… II

Satura rādītājs …………………………………………. ……………………………………………… ………………………… i

Pirmās nodaļas ievads ………………………………………. ……………………………………………… …………… ..1

1.1 Ūdens šķīstošā filma ……………………………………………………………………………………………………………………… .1

1.1.1polivinilspirts (PVA) Ūdens šķīstoša filma …………………………………………………………………… 1

1.1.2. Polietilēna oksīda (PEO) ūdenī šķīstoša plēve ……………………………………………………… ..2

1.1.3.

1.1.4. Uz olbaltumvielām bāzes uz ūdeni šķīstošas ​​filmas ………………………………………………………………………………… .2 .2

1.2 Hidroksipropilmetilcelluloze …………………………………………… .. ………………………………………… 3

1.2.1. Hidroksipropilmetilcellulozes struktūra …………………………………………………………… .3

1.2.2. Hidroksipropilmetilcelulozes ……………………………………………………………… 4.

1.2.3. Hidroksipropilmetilcelulozes ………………………………………………… .4 Filmu veidojošās īpašības ………………………………………………………… .4

1.3. Hidroksipropilmetilcelulozes plēves plastifikācijas modifikācija ……………………………… ..4

1.4 Hidroksipropilmetilcellulozes plēves savstarpējās saites modifikācija ……………………………… .5

1.5 Hidroksipropilmetilcelulozes plēves antioksidatīvās īpašības …………………………………. 5

1.6. Tēmas priekšlikums ……………………………………………………………. ………………………………………… .7

1.7. Pētniecības saturs …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ..

2. NODAĻA Hidroksipropilmetilhelulozes ūdenī šķīstošās iepakojuma plēves sagatavošana un īpašības …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… .8

2.1 Ievads ………………………………………………………………………………………………………………………………………………. 8

2.2. Eksperimentālā sadaļa ……………………………………………………………………………. ………………………………………… .8

2.2.1. Eksperimentālie materiāli un instrumenti ……………………………………………………………. ……… ..8

2.2.2. Paraugu sagatavošana …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2.2.3. Raksturojums un veiktspējas pārbaude ……………………………………… .. ……………………… .9

2.2.4. Datu apstrāde …………………………………………. ……………………………………………… ……………… 10

2.3 Rezultāti un diskusija ………………………………………… ……………………………………………………… 10

2.3. 10

2.3.

2.4. Nodaļas kopsavilkums ………………………………………… …………………………………… .. 16

3. nodaļa Plastifikatoru ietekme uz HPMC ūdeni šķīstošām iepakojuma plēvēm ………………………………………………………………………… ..17

3.1. Ievads ……………………………………………………………………………………………………………… 17

3.2. Eksperimentālā sadaļa …………………………………………………………………………………………………………… ..17

3.2.1. Eksperimentālie materiāli un instrumenti ………………………………………………………………………… 17

3.2.2. Paraugu sagatavošana ………………………………………………………………………… 18

3.2.3. Raksturojums un veiktspējas pārbaude ……………………………………… .. …………………… .18

3.2.4. Datu apstrāde …………………………………………………………. ……………………………………… ..19

3.3 Rezultāti un diskusija ………………………………………… ……………………………………… 19

3.3.

3.3.

3.3.

3.3.

3.3.5. Glicerīna un sorbīta ietekme uz HPMC filmu ūdens šķīdību ………. 23

3.4. Nodaļas kopsavilkums ………………………………………… ………………………………………………… ..24

4. nodaļa. Krustojošo līdzekļu ietekme uz HPMC ūdeni šķīstošām iepakojuma plēvēm …………………………………………………………………………………………………………………………………… 25

4.1 Ievads …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 25

4.2 Eksperimentālā sadaļa ………………………………………………………………………………………… 25

4.2.1 Eksperimentālie materiāli un instrumenti ……………………………………………………… 25

4.2.2. Parauga sagatavošana …………………………………………………………………………………… ..26

4.2.3. Raksturojums un veiktspējas pārbaude ……………………………………… .. ………… .26

4.2.4. Datu apstrāde ……………………………………………………………. ……………………………………… ..26

4.3. Rezultāti un diskusija ………………………………………………………………………………………………… 27

4.3.

4.3.

4.3.3. Glutaraldehīda ietekme uz HPMC filmu ūdens šķīdību ………………… ..28

4.3.4. Glutaraldehīda ietekme uz HPMC plānu plēvju mehāniskajām īpašībām ... 29

4.3.5. Glutaraldehīda ietekme uz HPMC filmu optiskajām īpašībām ………………… 29

4.4. Nodaļas kopsavilkums ………………………………………… …………………………………… .. 30

5. nodaļa Dabiskā antioksidanta HPMC ūdenī šķīstoša iepakojuma filma ………………………… ..31

5.1 Ievads ………………………………………………………………………………………………………………………… 31

5.2 Eksperimentālā sadaļa ………………………………………………………………………………………………………… 31

5.2.1. Eksperimentālie materiāli un eksperimentālie instrumenti ……………………………………………… 31

5.2.2. Paraugu sagatavošana ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5.2.3. Raksturojums un veiktspējas pārbaude ……………………………………… .. ……………………… 32

5.2.4. Datu apstrāde …………………………………………………………. …………………………………………………… 33

5.3 Rezultāti un analīze ………………………………………… ……………………………………………………………… .33

5.3.1. FT-IR analīze ………………………………………………………………………………………………………… 33

5.3.2 XRD analīze ……………………………………………………………………………………………………… ..34

5.3.

5.3.4. Ūdens šķīdība ……………………………………………………………………………………………………………… .35

5.3.5. Mehāniskās īpašības …………………………………………………………………………………………… ..36

5.3.6. Optiskā veiktspēja ………………………………………………………………………………………… 37

5.4 Nodaļas kopsavilkums ………………………………………… ………………………………………………………… .37

6. nodaļa Secinājums ………………………………………………………………. …………………………………… ..39

Atsauces ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Pētniecības rezultāti grāda pētījumu laikā ……………………………………………………………………… ..44

Pateicības ……………………………………………………………………………………………………………………… .46

Pirmās nodaļas ievads

Kā jauns zaļš iepakojuma materiāls, ūdenī šķīstošā iepakojuma filma ir plaši izmantota dažādu produktu iesaiņošanā ārvalstīs (piemēram, Amerikas Savienotajās Valstīs, Japānā, Francijā utt.) [1]. Ūdens šķīstoša plēve, kā norāda nosaukums, ir plastmasas plēve, kuru var izšķīdināt ūdenī. Tas ir izgatavots no ūdenī šķīstošiem polimēru materiāliem, kas var izšķīdināt ūdenī un ir sagatavoti ar īpašu plēvju veidošanas procesu. Sakarā ar īpašajām īpašībām tas ir ļoti piemērots cilvēkiem iesaiņot. Tāpēc arvien vairāk pētnieku ir sākuši pievērst uzmanību vides aizsardzības un ērtības prasībām [2].

1.1 Ūdens šķīstoša filma

Pašlaik ūdenī šķīstošās plēves galvenokārt ir ūdenī šķīstošas ​​plēves, izmantojot izejvielas, piemēram, polivinilspirtu un polietilēna oksīdu, un ūdenī šķīstošās plēves, piemēram, cieti un olbaltumvielas kā izejvielas, kā izejvielas, kā izejvielas.

1.1.1. Polivinilspirts (PVA) ūdenī šķīstoša plēve

Pašlaik visplašāk izmantotās ūdens šķīstošās filmas pasaulē galvenokārt ir ūdens šķīstošās PVA filmas. PVA ir vinila polimērs, ko baktērijas var izmantot kā oglekļa avotu un enerģijas avotu, un to var sadalīt baktēriju un fermentu [3]] darbībā, kas pieder pie sava veida bioloģiski noārdāmiem polimēra materiāliem ar zemu cenu, lielisku naftas izturību, šķīdinātāju izturību un gāzes barjerām [4]. PVA filmai ir labas mehāniskās īpašības, spēcīga pielāgošanās spēja un laba vides aizsardzība. Tas ir plaši izmantots, un tam ir augsta komercializācijas pakāpe. Tā ir līdz šim visplašāk izmantotā un lielākā ūdens šķīstošā iepakojuma filma tirgū [5]. PVA ir laba noārdīšanās, un to var sadalīt ar mikroorganismiem, lai augsnē radītu CO2 un H2O [6]. Lielākā daļa pētījumu par ūdeni šķīstošām plēvēm tagad ir modificēt un sajaukt, lai iegūtu labākas ūdens šķīstošās filmas. Zhao Linlin, Xiong Hanguo [7] pētīja ūdenī šķīstošās iepakojuma plēves sagatavošanu ar PVA kā galveno izejvielu un noteica optimālo masas attiecību ar ortogonālu eksperimentu: oksidēta cieti (O-St) 20%, želatīns 5%, glicerīns 16%, nātrijadecila sulfāts (SDS) 4%. Pēc iegūtās plēves žāvēšanas ar mikroviļņu krāsni ūdenī šķīstošais laiks ūdenī istabas temperatūrā ir 101S.

Spriežot pēc pašreizējās pētniecības situācijas, PVA filma tiek plaši izmantota, zemas izmaksas un lieliska dažādos īpašumos. Pašlaik tas ir vispilnīgākais ūdens šķīstošais iepakojuma materiāls. Tomēr, kā uz naftas bāzes bāzes, PVA ir neatjaunojams resurss, un tā izejvielu ražošanas process var būt piesārņots. Lai arī Amerikas Savienotās Valstis, Japāna un citas valstis to ir uzskaitījušas kā netoksisku vielu, tās drošība joprojām ir atvērta jautājumam. Gan ieelpošana, gan norīšana ir kaitīga ķermenim [8], un to nevar saukt par pilnīgu zaļo ķīmiju.

1.1.2. Polietilēna oksīda (PEO) ūdenī šķīstoša plēve

Polietilēna oksīds, kas pazīstams arī kā polietilēnoksīds, ir termoplastisks, ūdenī šķīstošs polimērs, ko istabas temperatūrā var sajaukt ar ūdeni jebkurā proporcijā [9]. Polietilēnoksīda strukturālā formula ir H-(-OCH2CH2-) N-OH, un tā relatīvā molekulmasa ietekmēs tā struktūru. Kad molekulmasa ir diapazonā no 200 ~ 20000, to sauc par polietilēnglikolu (PEG), un molekulmasu lielāku par 20 000 var saukt par polietilēnoksīdu (PEO) [10]. PEO ir balts, plūstošs granulārs pulveris, kuru ir viegli apstrādāt un formas. PEO plēves parasti sagatavo, pievienojot plastifikatorus, stabilizatorus un pildvielas PEO sveķiem, izmantojot termoplastisko apstrādi [11].

PEO plēve ir ūdenī šķīstoša plēve ar labu ūdens šķīdību, un tās mehāniskās īpašības ir arī labas, taču PEO ir salīdzinoši stabilas īpašības, salīdzinoši sarežģīti sadalīšanās apstākļi un lēns sadalīšanās process, kas zināmā mērā ietekmē vidi, un lielāko daļu galveno funkciju var izmantot. PVA filmas alternatīva [12]. Turklāt PEO ir arī toksicitāte, tāpēc to reti izmanto produktu iesaiņojumā [13].

1.1.3 uz cieti bāzes ūdens šķīstoša plēve

Cieti ir dabisks augsts molekulārais polimērs, un tās molekulas satur lielu skaitu hidroksilgrupu, tāpēc starp cietes molekulām ir spēcīga mijiedarbība, tāpēc cieti ir grūti izkausēt un apstrādāt, un cietes saderība ir slikta, un ir grūti mijiedarboties ar citiem polimēriem. apstrādāts kopā [14,15]. Cietes šķīdība ūdenī ir slikta, un aukstā ūdenī ir nepieciešams ilgs laiks, tāpēc modificēta cieti, tas ir, ūdenī šķīstošu cieti, bieži tiek izmantota, lai pagatavotu ūdeni šķīstošās plēves. Parasti cieti ķīmiski modificē ar tādām metodēm kā esterifikācija, ēterifikācija, potēšana un savstarpēja saistīšana, lai mainītu cietes sākotnējo struktūru, tādējādi uzlabojot cietes ūdens atdalīšanu [7,16].

Ievadiet ētera saites cietes grupās ar ķīmiskiem līdzekļiem vai izmantojiet spēcīgus oksidantus, lai iznīcinātu cietes raksturīgo molekulāro struktūru, lai iegūtu modificētu cieti ar labāku sniegumu [17], un iegūtu ūdeni šķīstošu cieti ar labākām plēves veidojošām īpašībām. Tomēr zemā temperatūrā cietes plēvei ir ārkārtīgi sliktas mehāniskās īpašības un slikta caurspīdīgums, tāpēc vairumā gadījumu tai jāsagatavo, sajaucoties ar citiem materiāliem, piemēram, PVA, un faktiskā lietošanas vērtība nav augsta.

1.1.4. Uz olbaltumvielām bāzes ūdenī šķīstošs plāns

Olbaltumviela ir bioloģiski aktīva dabiska makromolekulāra viela, kas atrodas dzīvniekiem un augiem. Tā kā lielākā daļa olbaltumvielu vielu nešķīst ūdenī istabas temperatūrā, olbaltumvielu šķīdība ūdenī ir jāatrisina istabas temperatūrā, lai sagatavotu ūdeni šķīstošās plēves ar olbaltumvielām kā materiāliem. Lai uzlabotu olbaltumvielu šķīdību, tie ir jāmaina. Parastās ķīmiskās modifikācijas metodes ietver defalemāciju, ftaloamidāciju, fosforilēšanu utt. [18]; Modifikācijas ietekme ir mainīt olbaltumvielu audu struktūru, tādējādi palielinot šķīdību, želeju, tādas funkcijas kā ūdens absorbcija un stabilitāte atbilst ražošanas un apstrādes vajadzībām. Ar olbaltumvielām bāzes ūdens šķīstošās plēves var ražot, izmantojot lauksaimniecības un sānu izstrādājumu atkritumus, piemēram, dzīvnieku matainību kā izejvielas, vai arī specializējoties augsta olbaltumvielu augu ražošanā, lai iegūtu izejvielas, bez nepieciešamības pēc naftas ķīmijas rūpniecības, un materiāli ir atjaunojami un mazāk ietekmē vidi [19]. Tomēr ūdenī šķīstošām plēvēm, kas sagatavotas ar to pašu olbaltumvielu, kā matricai ir sliktas mehāniskās īpašības un zema ūdens šķīdība zemā temperatūrā vai istabas temperatūrā, tāpēc to pielietojuma diapazons ir šaurs.

Rezumējot, ir ļoti svarīgi attīstīt jaunu, atjaunojamu, ūdeni šķīstošu iepakojuma filmu materiālu ar izcilu sniegumu, lai uzlabotu pašreizējo ūdenī šķīstošo filmu trūkumus.

Hidroksipropilmetil celuloze (hidroksipropilmetil celuloze, HPMC īsi) ir dabisks polimēru materiāls, ne tikai bagāts ar resursiem, bet arī netoksisks, nekaitīgs, lēts, nekonkurē ar cilvēkiem par pārtiku, un bagātīgs resurss, kas atjaunots dabā [20]]. Tam ir laba šķīdība ūdenī un plēvē veidojošās īpašības, un tai ir apstākļi, lai sagatavotu ūdeni šķīstošu iepakojuma plēvi.

1.2 hidroksipropilmetilcelluloze

Hidroksipropilmetil celulozi (hidroksipropilmetil celuloze, īsi HPMC), kas arī saīsināta kā hypromelloze, tiek iegūta no dabiskās celulozes, izmantojot pārmaiņas ārstēšanu, ēterifikācijas modifikāciju, neitralizācijas reakciju un mazgāšanu un žāvēšanas procesus. Ūdens šķīstošs celulozes atvasinājums [21]. Hidroksipropilmetilcelulozei ir šādas īpašības:

(1) bagātīgi un atjaunojamie avoti. Hidroksipropilmetilcelulozes izejviela ir visbagātākā dabiskā celuloze uz Zemes, kas pieder pie organiskiem atjaunojamiem resursiem.

(2) videi draudzīgs un bioloģiski noārdāms. Hidroksipropilmetilceluloze ir netoksiska un nekaitīga cilvēka ķermenim, un to var izmantot medicīnas un pārtikas rūpniecībā.

(3) Plašs lietojumu klāsts. Hidroksipropilmetilcelulozei kā ūdenī šķīstošam polimēra materiālam ir laba ūdens šķīdība, izkliede, sabiezēšana, ūdens aizture un plēves veidojošās īpašības, un to var plaši izmantot celtniecības materiālos, tekstilizstrādājumos utt., Pārtika, ikdienas ķīmiskas vielas, pārklājumi un elektronika un citi rūpnieciskie lauki [21].

1.2.1 hidroksipropilmetilcellulozes struktūra

HPMC tiek iegūts no dabiskās celulozes pēc sārma, un daļa no tā polidroxipropilētera un metil tiek ēterificēts ar propilēnoksīdu un metilhlorīdu. Vispārējā komercializētā HPMC metil aizvietošanas pakāpe svārstās no 1,0 līdz 2,0, un hidroksipropila vidējā aizvietošanas pakāpe svārstās no 0,1 līdz 1,0. Tās molekulārā formula ir parādīta 1.1. Attēlā [22]

Sakarā ar spēcīgo ūdeņraža saiti starp dabiskajām celulozes makromolekulām, ūdenī ir grūti izšķīdināt. Ēterificētās celulozes šķīdība ūdenī ir ievērojami uzlabota, jo ētera grupas tiek ievadītas ēterificētā celulozē, kas iznīcina ūdeņraža saites starp celulozes molekulām un palielina tā šķīdību ūdenī [23]]. Hidroksipropilmetilcelluloze (HPMC) ir tipiska hidroksialkil-alkil-sajaukta ētera [21], tā strukturālā vienība D-glikopiranozes atlikums satur metoksi (-och3), hidroksipropoksi (-Ooch2 ch- (ch3) nh) un neskarts hydroxygrupas, kas ir šūnā. katras grupas koordinācija un ieguldījums. -[OCH2CH (CH3)] N OH Hidroksilgrupa N OH grupas galā ir aktīva grupa, kuru var vēl vairāk alkilēt un hidroksialkilēt, un sazarotā ķēde ir garāka, kurai ir noteikta iekšēja plastificizējoša iedarbība uz makromolekulāro ķēdi; -OCH3 ir gala ierobežojoša grupa, reakcijas vieta tiks inaktivēta pēc aizvietošanas, un tā pieder īsi strukturētai hidrofobiskai grupai [21]. Iepriekšminētās grupas var modificēt hidroksilgrupas jaunatklātajā filiāles ķēdē un hidroksilgrupas, kas paliek uz glikozes atlikumiem, kā rezultātā noteiktā enerģijas diapazonā ir ārkārtīgi sarežģītas struktūras un regulējamas īpašības [24].

1.2.2. Hidroksipropilmetilcelulozes ūdens šķīdība

Hidroksipropilmetilcelulozei ir daudz lielisku īpašību, pateicoties tās unikālajai struktūrai, no kurām visievērojamākā ir tā šķīdība ūdenī. Tas uzbriest koloidālā šķīdumā aukstā ūdenī, un šķīdumam ir noteikta virsmas aktivitāte, augsta caurspīdīgums un stabila veiktspēja [21]. Hidroksipropilmetilceluloze faktiski ir celulozes ēteris, kas iegūts pēc tam, kad metilcelulozi modificē ar propilēnoksīda ēterifikāciju, tāpēc tai joprojām ir aukstā ūdens šķīdības un karstā ūdens nešķīstība, kas līdzīga metilcelulozei [21], un tās ūdens šķīdība ūdenī tika uzlabota. Metilceluloze 20 līdz 40 minūtes jānovieto no 0 līdz 5 ° C, lai iegūtu produkta šķīdumu ar labu caurspīdīgumu un stabilu viskozitāti [25]. Hidroksipropilmetilcelulozes produkta šķīdumam jābūt tikai 20-25 ° C temperatūrā, lai sasniegtu labu stabilitāti un labu caurspīdīgumu [25]. Piemēram, pulverizēto hidroksipropilmetilcellulozi (granulu formu 0,2–0,5 mm) var viegli izšķīdināt ūdenī istabas temperatūrā, atdzesējot, ja 4% ūdens šķīduma viskozitāte sasniedz 2000 simtpoīzi ​​20 ° C temperatūrā.

1.2.3 Hidroksipropilmetilcelulozes plēvju veidojošās īpašības

Hidroksipropilmetilcelulozes šķīdumam ir lieliskas plēvju veidošanas īpašības, kas var nodrošināt labus apstākļus farmaceitisko preparātu pārklāšanai. Tā veidotā pārklājuma filma ir bezkrāsaina, bez smaržas, izturīga un caurspīdīga [21].

Yan Yanzhong [26] izmantoja ortogonālu testu, lai izpētītu hidroksipropilmetilcelulozes filmu veidojošās īpašības. Skrīnings tika veikts trīs līmeņos ar dažādām koncentrācijām un dažādiem šķīdinātājiem kā faktoriem. Rezultāti parādīja, ka 10% hidroksipropilmetilcellulozes pievienošanai 50% etanola šķīdumā bija labākās plēvju veidojošās īpašības, un to varētu izmantot kā filmu veidojošu materiālu ilgstošas ​​darbības narkotiku plēvēm.

1.1. Hidroksipropilmetilcelulozes plēves plastifikācijas modifikācija

Kā dabisks atjaunojams resurss, filmai, kas sagatavota no celulozes kā izejvielai, ir laba stabilitāte un apstrādājamība, un tā ir bioloģiski noārdāma pēc izmešanas, kas ir nekaitīga videi. Tomēr neplastizētām celulozes plēvēm ir slikta izturība, un celulozi var plasticēt un modificēt.

[27] izmantoja trietil citrātu un acetil tetrabutil citrātu, lai plastificētu un modificētu celulozes acetāta propionātu. Rezultāti parādīja, ka celulozes acetāta propionāta plēves pārtraukumā pagarinājums tika palielināts par 36% un 50%, kad trietil citrāta un acetil tetrabutil citrāta masas frakcija bija 10%.

Luo Qiushui et al [28] pētīja plastifikatoru glicerīna, stearīnskābes un glikozes ietekmi uz metilcelulozes membrānu mehāniskajām īpašībām. Rezultāti parādīja, ka metilcelulozes membrānas pagarinājuma ātrums bija labāks, ja glicerīna saturs bija 1,5%, un metilcelulozes membrānas pagarinājuma attiecība bija labāka, ja glikozes un stearīnskābes pievienošanas saturs bija 0,5%.

Glicerīns ir bezkrāsains, salds, dzidrs, viskozs šķidrums ar siltu saldu garšu, ko parasti sauc par glicerīnu. Piemērots ūdens šķīdumu, mīkstinātāju, plastifikatoru utt. Analizēšanai to var izšķīdināt ar ūdeni jebkurā proporcijā, un zemas koncentrācijas glicerīna šķīdumu var izmantot kā smēreļļu, lai mitrinātu ādu. Sorbīts, balts higroskopisks pulveris vai kristālisks pulveris, pārslas vai granulas, bez smaržas. Tam ir mitruma absorbcijas un ūdens aiztures funkcijas. Nedaudz pievienojot košļājamās gumijas un konfektes ražošanā, var saglabāt ēdienu mīkstu, uzlabot organizāciju un samazināt sacietēšanu un spēlēt smilšu lomu. Gan glicerīns, gan sorbīts ir gan ūdenī šķīstošas ​​vielas, kuras var sajaukt ar ūdenī šķīstošiem celulozes eteriem [23]. Tos var izmantot kā plastifikatorus celulozei. Pēc pievienošanas viņi var uzlabot elastību un pagarinājumu celulozes plēvju pārtraukumā. [29]. Parasti šķīduma koncentrācija ir 2–5%, un plastifikatora daudzums ir 10-20% no celulozes ētera. Ja plastifikatora saturs ir pārāk augsts, koloīda dehidratācijas saraušanās parādība notiks augstā temperatūrā [30].

1.2 Hidroksipropilmetilcellulozes plēves savstarpēja savienojuma modifikācija

Ūdens šķīstošajai plēvei ir laba šķīdība ūdenī, taču nav paredzams, ka tā ātri izšķīst, ja to lieto dažos gadījumos, piemēram, sēklu iepakojuma maisiņos. Sēklas ir iesaiņotas ar ūdeni šķīstošu plēvi, kas var palielināt sēklu izdzīvošanas ātrumu. Šajā laikā, lai aizsargātu sēklas, nav paredzams, ka filma ātri izšķīst, bet filmai vispirms vajadzētu spēlēt noteiktu ūdens piesātinošu efektu uz sēklām. Tāpēc ir nepieciešams pagarināt ūdens šķīstošo filmas laiku. [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, Tādējādi samazinot hidroksipropilmetilcelulozes plēves šķīdību ūdenī, un šķērssavienojuma reakcija starp hidroksilgrupām un aldehīdiem radīs daudzas ķīmiskas saites, kas zināmā mērā var arī uzlabot filmas mehāniskās īpašības. Aldehīdiem, kas savstarpēji savienoti ar hidroksipropilmetilcelulozi, ietilpst glutaraldehīds, glikoksāls, formaldehīds utt. Starp tiem glutaraldehīdam ir divas aldehīda grupas, un krusteniskā reakcija ir ātra, un glutardehīda ir distinfectant. Tas ir salīdzinoši drošs, tāpēc glutaraldehīds parasti tiek izmantots kā ēteru šķērssavienojošais līdzeklis. Šāda veida šķērssavienojuma līdzekļa daudzums šķīdumā parasti ir no 7 līdz 10% no ētera svara. Ārstēšanas temperatūra ir aptuveni no 0 līdz 30 ° C, un laiks ir 1 ~ 120 minūtes [31]. Krustojošā reakcija jāveic skābos apstākļos. Vispirms šķīdumam pievieno neorganisku stipru skābi vai organisko karbonskābi, lai pielāgotu šķīduma pH līdz aptuveni 4-6, un pēc tam pievieno aldehīdus, lai veiktu šķērssavienojuma reakciju [32]. Izmantotās skābes ir HCL, H2SO4, etiķskābe, citronskābe un tamlīdzīgi. Skābi un aldehīdu var arī pievienot vienlaikus, lai šķīdums veiktu šķērssavienojuma reakciju vēlamajā pH diapazonā [33].

1.3 Hidroksipropilmetilcelulozes plēvju antioksidatīvās īpašības

Hidroksipropilmetilcelluloze ir bagāta ar resursiem, viegli veidojama filmu un tai ir labs svaigas uzturēšanas efekts. Kā pārtikas konservantam tam ir liels attīstības potenciāls [34-36].

Zhuang Rongyu [37] izmantoja hidroksipropilmetilcelulozes (HPMC) ēdamo plēvi, pārklāja to ar tomātu un pēc tam 18 dienas to glabāja 20 ° C temperatūrā, lai izpētītu tā ietekmi uz tomātu stingrību un krāsu. Rezultāti rāda, ka tomātu cietība ar HPMC pārklājumu ir augstāka nekā tā, bez pārklājuma. Tika arī pierādīts, ka HPMC ēdamā plēve var aizkavēt tomātu krāsu maiņu no rozā līdz sarkanai, ja to glabā 20 ℃.

[38] pētīja hidroksipropilmetilcelulozes (HPMC) pārklājuma apstrādes ietekmi uz “Wuzhong” Bayberry augļu kvalitātes, antocianīna sintēzes un antioksidantu aktivitātes aukstās uzglabāšanas laikā. Rezultāti parādīja, ka tika uzlabota ar HPMC plēvi apstrādāto Bayberry antioksidācijas veiktspēju, un samazinājums tika samazināts uzglabāšanas laikā, un vislabākā bija 5% HPMC plēves ietekme.

Wang Kaikai et al. [39] izmantoja “Wuzhong” Bayberry Fruit kā testa materiālu, lai izpētītu riboflavīna kompleksa hidroksipropilmetilcelulozes (HPMC) pārklājumu ietekmi uz pēcspēles Bayberry augļu kvalitāti un antioksidantu īpašībām uzglabāšanai 1 ℃. Darbības ietekme. Rezultāti parādīja, ka ar riboflavīna kompozītu HPMC pārklāts Bayberry auglis bija efektīvāks nekā viena riboflavīna vai HPMC pārklājums, efektīvi samazinot Bayberry augļu samazināšanas ātrumu uzglabāšanas laikā, tādējādi pagarinot augļu uzglabāšanas periodu.

Pēdējos gados cilvēkiem ir augstākas un augstākas prasības attiecībā uz pārtikas nekaitīgumu. Pētnieki mājās un ārzemēs ir pakāpeniski mainījuši savu pētījumu uzmanību no pārtikas piedevām uz iesaiņojuma materiāliem. Pievienojot vai izsmidzinot antioksidantus iepakojuma materiālos, tie var samazināt pārtikas oksidāciju. Sabrukšanas ātruma ietekme [40]. Dabiskie antioksidanti ir plaši uztraukti, pateicoties to augstajai drošībai un labajai ietekmei uz veselību uz cilvēka ķermeni [40,41].

Bambusa lapu antioksidants (īss AOB) ir dabisks antioksidants ar unikālu dabisko bambusa aromātu un labu ūdens šķīdību. Tas ir uzskaitīts Nacionālajā standarta GB2760, un Veselības ministrija to ir apstiprinājusi kā dabiskas pārtikas antioksidantu. To var izmantot arī kā pārtikas piedevu gaļas produktiem, ūdens produktiem un uzpūstu pārtiku [42].

Saule Lina utt. [42] Pārskatīja galvenās bambusa lapu antioksidantu sastāvdaļas un īpašības un ieviesa bambusa lapu antioksidantu pielietojumu pārtikā. Pievienojot 0,03% AOB svaigai majonēzei, antioksidanta efekts šobrīd ir acīmredzamākais. Salīdzinot ar tādu pašu tējas polifenola antioksidantu daudzumu, tā antioksidantu efekts ir acīmredzami labāks nekā tējas polifenoliem; Pievienojot 150% alum pie mg/L, tiek ievērojami palielinātas antioksidantu īpašības un uzglabāšanas stabilitāte, un alus ir laba savietojamība ar vīna ķermeni. Nodrošinot vīna ķermeņa sākotnējo kvalitāti, tas arī palielina bambusa lapu aromātu un maigo garšu [43].

Rezumējot, hidroksipropilmetilcelulozei ir labas plēvju veidojošas īpašības un lieliska sniegums. Tas ir arī zaļš un noārdāms materiāls, ko var izmantot kā iepakojuma plēvi iepakojuma jomā [44-48]. Gan glicerīns, gan sorbitols ir ūdens šķīstoši plastifikatori. Glicerīna vai sorbīta pievienošana Celulozes plēves veidošanas šķīdumam var uzlabot hidroksipropilmetilcelulozes plēves izturību, tādējādi palielinot pagarinājumu filmas pārtraukumā [49-51]. Glutaraldehīds ir parasti lietots dezinfekcijas līdzeklis. Salīdzinot ar citiem aldehīdiem, tas ir salīdzinoši drošs, un molekulā ir dialdehīda grupa, un šķērssavienojuma ātrums ir salīdzinoši ātrs. To var izmantot kā hidroksipropilmetilcelulozes plēves savstarpēji saistošu modifikāciju. Tas var pielāgot filmas šķīdību ūdenī, lai filmu varētu vairākkārt izmantot [52-55]. Bambusa lapu antioksidantu pievienošana hidroksipropilmetilcelulozes plēvei, lai uzlabotu hidroksipropilmetilcelulozes plēves antioksidantu īpašības un paplašinātu tā pielietojumu pārtikas iepakojumā.

1.4 Tēmas priekšlikums

No pašreizējās pētniecības situācijas ūdenī šķīstošās filmas galvenokārt sastāv no PVA filmām, PEO filmām, uz cietes un olbaltumvielām balstītas ūdens šķīstošās filmas. Kā uz naftas bāzes materiālu PVA un PEO ir neatjaunojami resursi, un to izejvielu ražošanas process var būt piesārņots. Lai arī Amerikas Savienotās Valstis, Japāna un citas valstis to ir uzskaitījušas kā netoksisku vielu, tās drošība joprojām ir atvērta jautājumam. Gan ieelpošana, gan norīšana ir kaitīga ķermenim [8], un to nevar saukt par pilnīgu zaļo ķīmiju. Uz cietes balstītu un uz olbaltumvielām balstītu ūdenī šķīstošo materiālu ražošanas process būtībā ir nekaitīgs, un produkts ir drošs, taču tiem ir cietās plēves veidošanās trūkumi, zema pagarināšana un viegla pārrāvums. Tāpēc vairumā gadījumu tie jāsagatavo, sajaucot ar citiem materiāliem, piemēram, PVA. Lietošanas vērtība nav augsta. Tāpēc ir ļoti svarīgi attīstīt jaunu, atjaunojamu, ūdenī šķīstošu iepakojuma plēves materiālu ar izcilu sniegumu, lai uzlabotu pašreizējās ūdens šķīstošās plēves defektus.

Hidroksipropilmetilceluloze ir dabisks polimēru materiāls, kas ir ne tikai bagāts ar resursiem, bet arī atjaunojams. Tam ir laba šķīdība ūdenī un plēvē veidojošās īpašības, un tai ir apstākļi, lai sagatavotu ūdeni šķīstošu iepakojuma plēvi. Tāpēc šī darba mērķis ir sagatavot jauna veida ūdenī šķīstošu iepakojuma plēvi ar hidroksipropilmetilcelulozi kā izejvielu un sistemātiski optimizēt tā sagatavošanas apstākļus un attiecību un pievienot atbilstošus plastifikatorus (glicerīnu un sorbītu). ), šķērssavienojuma līdzeklis (glutaraldehīds), antioksidants (bambusa lapu antioksidants) un uzlabo to īpašības, lai sagatavotu hidroksipropilgrupu ar labākām visaptverošām īpašībām, piemēram, mehāniskām īpašībām, optisko īpašību, ūdens šķīdību un antioksidantiem. Metilcelulozes ūdenī šķīstošā iepakojuma plēvei ir liela nozīme, lai to uzklātu kā ūdenī šķīstošu iepakojuma plēves materiālu.

1.5. Pētniecības saturs

Pētījuma saturs ir šāds:

1) HPMC ūdenī šķīstošā iepakojuma plēve tika sagatavota, izmantojot šķīdumu liešanas plēves veidošanas metodi, un filmas īpašības tika analizētas, lai izpētītu HPMC plēvju veidojošā šķidruma un plēves veidojošās temperatūras ietekmes uz HPMC ūdens šķīstošā iepakojuma plēves veiktspēju.

2) Lai izpētītu glicerīna un sorbīta plastifikatoru ietekmi uz HPMC ūdens šķīstošo iepakojuma plēvju mehāniskajām īpašībām, šķīdību ūdenī un optiskajām īpašībām.

3) Lai izpētītu glutaraldehīda šķērssavienojuma līdzekļu ietekmi uz HPMC ūdenī šķīstošu iepakojuma plēvju ūdens šķīdību, mehāniskajām īpašībām un optiskajām īpašībām.

4) AOB/HPMC ūdens šķīstošās iepakojuma plēves sagatavošana. Tika pētīta AOB/HPMC plāno plēvju oksidācijas izturība, šķīdība, mehāniskās īpašības un optiskās īpašības.

2. nodaļa Hidroksipropilmetilcelulozes ūdenī šķīstošās iepakojuma plēves sagatavošana un īpašības

2.1 Ievads

Hidroksipropilmetilceluloze ir dabisks celulozes atvasinājums. Tas ir netoksisks, nepiesārņojošs, atjaunojams, ķīmiski stabils, un tam ir laba ūdens šķīdība un plēvju veidojošās īpašības. Tas ir potenciāls ūdenī šķīstošs iepakojuma plēves materiāls.

Šajā nodaļā tiks izmantota hidroksipropilmetilcelluloze kā izejviela, lai sagatavotu hidroksipropilmetilcellulozes šķīdumu ar masas daļu no 2% līdz 6%, sagatavot ūdeni šķīstošo iepakojuma plēvi ar šķīduma liešanas metodi un izpētīta plēves veidojošā šķidruma un plēves veidošanas temperatūras ietekme uz plēves mehānisko, optisko un ūdens-šķidruma īpašību. Filmas kristāliskajām īpašībām raksturoja rentgenstaru difrakcija, un stiepes izturība, pagarinājums pārtraukumā, hidroksipropilmetilcelulozes ūdenī šķīstošā iepakojuma plēves gaismas caurlaidība un migla tika analizēta ar stiepes testu, optisko testu un ūdens šķīstības testu un ūdens šķīdību.

2.2 Eksperimentālā nodaļa

2.2.1 Eksperimentālie materiāli un instrumenti

2.2.2 Parauga sagatavošana

1) Svēršana: nosver noteiktu daudzumu hidroksipropilmetilcelulozes ar elektronisku līdzsvaru.

2) Izšķīdināšana: pievienojiet nosvērtu hidroksipropilmetilcellulozi sagatavotajam dejonizētajam ūdenim, samaisiet normālā temperatūrā un spiedienā, līdz tas ir pilnībā izšķīdis, un pēc tam ļaujiet tam noteikt noteiktu laika periodu (defētē), lai iegūtu noteiktu kompozīcijas koncentrāciju. membrānas šķidrums. Paredzēts 2%, 3%, 4%, 5%un 6%.

3) Filmas veidošanās: ① Filmu sagatavošana ar dažādām plēvēm veidojošām koncentrācijām: Injicējiet HPMC plēves veidojošos dažādu koncentrāciju šķīdumus stikla Petri ēdienos, lai veidotu plēves, un ievietojiet tos sprādziena žāvēšanas krāsnī 40 ~ 50 ° C temperatūrā, lai nožūtu un veidotu filmas. Tiek sagatavota hidroksipropilmetilcellulozes ūdenī šķīstoša iepakojuma plēve ar biezumu 25-50 μm, un plēve tiek nomizota un ievietota žāvēšanas kastē lietošanai. Plāno plēvju sagatavošana dažādās plēvju veidojošās temperatūrās (temperatūra žāvēšanas un plēvju veidošanas laikā): INTICEIJA FLONA veidojošo šķīdumu ar 5% HPMC koncentrāciju stikla Petri traukā un izlieto plēves dažādās temperatūrās (30 ~ 70 ° C), plēve tika izžuvusi piespiedu gaisa žāvēšanā. Tika sagatavota hidroksipropilmetilcellulozes ūdenī šķīstošā iepakojuma plēve ar apmēram 45 μm biezumu, un plēve tika nomizota un ievietota žāvēšanas kastē lietošanai. Sagatavoto hidroksipropilmetilcellulozes ūdeni šķīstošo iepakojuma plēvi īsi sauc par HPMC plēvi.

2.2.3. Raksturojums un veiktspējas mērīšana

2.2.3.1. Platleņķa rentgenstaru difrakcijas (XRD) analīze

Platleņķa rentgenstaru difrakcijas (XRD) analizē vielas kristālisko stāvokli molekulārā līmenī. Noteikšanai tika izmantots ARL/XTRA tipa rentgenstaru difraktometrs, ko ražo Thermo ARL Company Šveicē. Mērīšanas apstākļi: rentgena avots bija niķeļa filtrēta Cu-Kα līnija (40kV, 40mA). Skenēšanas leņķis ir no 0 ° līdz 80 ° (2θ). Skenēšanas ātrums 6 °/min.

2.2.3.2 Mehāniskās īpašības

Stiepes izturība un pagarinājums filmas pārtraukumā tiek izmantots kā kritēriji, lai vērtētu tās mehāniskās īpašības, un stiepes izturība (stiepes izturība) attiecas uz stresu, kad plēve rada maksimālu vienveidīgu plastmasas deformāciju, un vienība ir MPA. Pagarinājums pārtraukumā (pārtraukuma pagarinājums) attiecas uz pagarinājuma attiecību, kad filma ir salauzta līdz sākotnējam garumam, kas izteikta %. Izmantojot instalēto (5943) tipa miniatūru elektronisko universālo stiepes testēšanas mašīnu (Šanhaja) testēšanas iekārta, saskaņā ar GB13022-92 testa metodi plastmasas plēvju stiepes īpašībām, testu 25 ° C temperatūrā, 50%RH apstākļos, atlasiet paraugus ar vienmērīgu biezumu un tīru virsmu, bez impulācijas tiek pārbaudīti.

2.2.3.3. Optiskās īpašības

Optiskās īpašības ir svarīgs iepakojuma filmu caurspīdīguma rādītājs, galvenokārt filmas caurlaidība un migla. Filmu caurlaidība un migla tika izmērīta, izmantojot caurlaidības migla testeri. Izvēlieties testa paraugu ar tīru virsmu un bez krokām, uzmanīgi novietojiet to uz testa statīva, salieciet to ar piesūcekni un izmēriet plēves vieglo caurlaidību un miglu istabas temperatūrā (25 ° C un 50%RH). Paraugu pārbauda 3 reizes un vidējā vērtība tiek ņemta.

2.2.3.4. Šķīdība ūdenī

Sagrieziet 30 mm × 30 mm plēvi ar apmēram 45 μm biezumu, pievienojiet 100 ml ūdens 200 ml vārglāzē, novietojiet plēvi nekustīgā ūdens virsmas centrā un izmēriet laiku, lai plēve pilnībā pazustu [56]. Katrs paraugs tika izmērīts 3 reizes un vidējā vērtība tika ņemta, un vienība bija min.

2.2.4 Datu apstrāde

Eksperimentālos datus apstrādāja Excel un attēlots pēc izcelsmes programmatūras.

2.3 Rezultāti un diskusija

2.3.1.1 XRD HPMC plānu plēvju modeļi dažādās plēvju veidojošo šķīduma koncentrācijās

2.1. Att.

Plašā leņķa rentgenstaru difrakcija ir vielu kristāliskā stāvokļa analīze molekulārā līmenī. 2.1. Attēls ir HPMC plāno plēvju XRD difrakcijas modelis dažādās plēvju veidojošo šķīduma koncentrācijās. Attēlā HPMC plēve attēlā ir divas difrakcijas virsotnes [57-59] (tuvu 9,5 ° un 20,4 °). No attēla var redzēt, ka, palielinoties HPMC koncentrācijai, vispirms tiek uzlaboti HPMC plēves difrakcijas virsotnes ap 9,5 ° un 20,4 °. Un pēc tam vājinājās, molekulārā izkārtojuma pakāpe (sakārtota izkārtojums) vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Kad koncentrācija ir 5%, HPMC molekulu sakārtots sakārtojums ir optimāls. Iepriekšminētās parādības iemesls var būt tāds, ka, palielinoties HPMC koncentrācijai, kristāla kodolu skaits plēvju veidojošā šķīdumā palielinās, tādējādi padarot HPM molekulāro izkārtojumu regulārāku. Kad HPMC koncentrācija pārsniedz 5%, filmas XRD difrakcijas virsotne vājinās. No molekulārās ķēdes izkārtojuma viedokļa, kad HPMC koncentrācija ir pārāk liela, plēves veidojošā šķīduma viskozitāte ir pārāk augsta, apgrūtinot molekulāro ķēžu pārvietošanos un to nevar sakārtot laikā, tādējādi samazinot HPMC plēvju secību.

2.3.1.2. HPMC plānu plēvju mehāniskās īpašības dažādās plēvju veidojošo šķīduma koncentrācijās.

Stiepes izturību un pagarinājumu filmas pārtraukumā tiek izmantoti kā kritēriji, lai vērtētu tās mehāniskās īpašības, un stiepes izturība attiecas uz spriegumu, kad plēve rada maksimālu vienveidīgu plastmasas deformāciju. Pagarinājums pārtraukumā ir pārvietojuma attiecība pret filmas sākotnējo garumu pārtraukumā. Filmas mehānisko īpašību mērīšana dažos laukos var spriest par tās piemērošanu.

2.2. Att.

No 2.2. Att. Mainīgā stiepes izturības un pagarinājuma tendence HPMC plēves pārtraukumā dažādās plēvju veidojošā šķīduma koncentrācijās var redzēt, ka stiepes izturība un pagarinājums HPMC plēves pārtraukumā vispirms palielinājās, palielinoties HPMC plēvju veidošanās šķīduma koncentrācijai. Ja šķīduma koncentrācija ir 5%, HPMC plēvju mehāniskās īpašības ir labākas. Tas notiek tāpēc, ka, kad plēves veidojošā šķidruma koncentrācija ir zema, šķīduma viskozitāte ir zema, mijiedarbība starp molekulārajām ķēdēm ir salīdzinoši vāja, un molekulas nevar sakārtot sakārtotā veidā, tāpēc plēves kristalizācijas spēja ir zema un tās mehāniskās īpašības ir sliktas; Kad plēves veidojošā šķidruma koncentrācija ir 5 %, mehāniskās īpašības sasniedz optimālo vērtību; Tā kā plēves veidojošā šķidruma koncentrācija turpina pieaugt, šķīduma liešana un difūzija kļūst grūtāka, kā rezultātā iegūst nevienmērīgu iegūto HPMC plēves un vairāk virsmas defektu biezumu, kā rezultātā samazinās HPMC plēvju mehāniskās īpašības. Tāpēc vispiemērotākā ir 5% HPMC plēvju veidojošā šķīduma koncentrācija. Arī iegūtās filmas izrāde ir labāka.

2.3.1.3. HPMC plānu plēvju optiskās īpašības dažādās plēvju veidojošo šķīduma koncentrācijās

Packaging plēvēs viegla caurlaidība un migla ir svarīgi parametri, kas norāda uz filmas caurspīdīgumu. 2.3. Attēlā parādītas HPMC filmu caurlaidības un miglas mainīgās tendences dažādās plēvju veidojošās šķidrās koncentrācijas gadījumā. No attēla var redzēt, ka, palielinoties HPMC plēvju veidojošā šķīduma koncentrācijai, HPMC plēves caurlaidība pakāpeniski samazinājās, un migla ievērojami palielinājās, palielinoties plēves veidošanās šķīduma koncentrācijai.

2.3. Att.

Ir divi galvenie iemesli: pirmkārt, no izkliedētās fāzes skaita koncentrācijas viedokļa, kad koncentrācija ir zema, skaita koncentrācijai ir dominējoša ietekme uz materiāla optiskajām īpašībām [61]. Tāpēc, palielinoties HPMC filmu veidojošā šķīduma koncentrācijai, filmas blīvums ir samazināts. Gaismas caurlaidība ievērojami samazinājās, un migla ievērojami palielinājās. Otrkārt, no filmas veidošanas procesa analīzes tas var būt tāpēc, ka filmu veidoja risinājumu liešanas filmu veidošanas metode. Pagarināšanas grūtības palielināšanās noved pie plēves virsmas gluduma samazināšanās un HPMC plēves optisko īpašību samazināšanās.

2.3.1.4. HPMC plānu plēvju šķīdība ūdenī dažādās plēvē veidojošās šķidrās koncentrācijas

Ūdens šķīstošo filmu šķīdība ūdenī ir saistīta ar to plēvju veidojošo koncentrāciju. Izgrieziet 30 mm × 30 mm filmas, kas izgatavotas no dažādām plēvēm, veidojot koncentrāciju, un atzīmējiet filmu ar “+”, lai izmērītu filmas laiku, lai pilnībā pazust. Ja plēve iesaiņo vai pielīp pie vārglāzes sienām, atkārtoti pārbaudiet. 2.4. Attēls ir HPMC plēvju ūdens šķīdības tendenču diagramma dažādās plēvju veidojošās šķidrās koncentrācijas gadījumā. No figūras var redzēt, ka, palielinoties plēves veidojošai šķidruma koncentrācijai, HPMC plēvju ūdenī šķīstošais laiks kļūst ilgāks, norādot, ka HPMC plēvju ūdens šķīdība samazinās. Tiek spekulēts, ka iemesls var būt tāds, ka, palielinoties HPMC plēvju veidojošā šķīduma koncentrācijai, šķīduma viskozitāte palielinās, un starpmolekulārais spēks nostiprinās pēc želācijas, kā rezultātā HPMC plēves difuzivitāte samazinās ūdenī un samazinās ūdens šķīdība.

2.4. Att.

2.3.2. Plēves veidošanās temperatūras ietekme uz HPMC plānajām plēvēm

2.3.2.1 XRD HPMC plānu plēvju raksti dažādās plēvēs, veidojot temperatūru

2.5. Att.

2.5. Attēlā parādīti HPMC plāno plēvju XRD modeļi dažādās plēvēs, veidojot temperatūru. HPMC plēvei tika analizētas divas difrakcijas virsotnes 9,5 ° un 20,4 °. Raugoties no difrakcijas virsotņu intensitātes, palielinoties plēves veidojošās temperatūras paaugstināšanai, difrakcijas virsotnes abās vietās vispirms palielinājās un pēc tam novājināta, un kristalizācijas spēja vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Kad plēves veidošanās temperatūra bija 50 ° C, sakārtots HPMC molekulu izvietojums no temperatūras ietekmes uz viendabīgo kodolu viedokli, kad temperatūra ir zema, šķīduma viskozitāte ir augsta, kristāla kodolu augšanas ātrums ir mazs un kristalizācija ir grūta; Tā kā plēves veidojošā temperatūra pakāpeniski palielinās, palielinās kodolizācijas ātrums, molekulārās ķēdes kustība tiek paātrināta, molekulārā ķēde ir viegli sakārtota ap kristāla kodolu sakārtotā veidā, un ir vieglāk veidot kristalizāciju, tāpēc kristalizācija maksimālo vērtību sasniegs noteiktā temperatūrā; Ja plēves veidojošā temperatūra ir pārāk augsta, molekulārā kustība ir pārāk vardarbīga, kristāla kodola veidošanās ir sarežģīta, un kodola efektivitātes veidošanās ir zema un ir grūti veidot kristālus [62,63]. Tāpēc HPMC plēvju kristalitāte vispirms palielinās un pēc tam samazinās, palielinoties plēves veidošanas temperatūrai.

2.3.2.2. HPMC plānu plēvju mehāniskās īpašības dažādās plēvēs, veidojot temperatūru

Filmas veidošanās temperatūras izmaiņām būs zināma ietekme uz filmas mehāniskajām īpašībām. 2.6. Attēlā parādīta mainīgā stiepes izturības un pagarinājuma tendence HPMC filmu pārtraukumā dažādās plēvēs, veidojot temperatūru. Tajā pašā laikā tas parādīja tendenci vispirms palielināties un pēc tam samazināties. Kad plēves veidošanās temperatūra bija 50 ° C, stiepes izturība un pagarinājums HPMC plēves pārtraukumā sasniedza maksimālās vērtības, kas bija attiecīgi 116 MPa un 32%.

2.6. Att.

No molekulārā izkārtojuma viedokļa, jo lielāks ir sakārtots molekulu izvietojums, jo labāk ir stiepes izturība [64]. No 2.5. Att. HPMC plēvju XRD modeļiem dažādās plēves veidošanās temperatūrās var redzēt, ka, palielinoties plēves veidošanās temperatūrai, vispirms palielinās sakārtots HPMC molekulu izkārtojums un pēc tam samazinās. Kad plēves veidošanās temperatūra ir 50 ° C, pasūtītā izkārtojuma pakāpe ir lielākā, tāpēc HPMC plēvju stiepes izturība vispirms palielinās un pēc tam samazinās, palielinoties plēves veidošanās temperatūrai, un maksimālā vērtība parādās plēves veidošanās temperatūrā 50 ℃. Pagarinājums pārtraukumā parāda tendenci vispirms palielināties un pēc tam samazināties. Iemesls var būt tāds, ka, paaugstinoties temperatūrai, vispirms palielinās sakārtots molekulu izvietojums un pēc tam samazinās, un polimēra matricā veidotā kristāliskā struktūra ir izkliedēta nekristalizētā polimēra matricā. Matricā veidojas fiziski savstarpēji saistīta struktūra, kurai ir noteikta loma rūdīšanas laikā [65], tādējādi veicinot pagarinājumu HPMC plēves pārtraukumā, lai parādītos maksimums plēves veidošanās temperatūrā 50 ° C.

2.3.2.3. HPMC filmu optiskās īpašības dažādās plēvēs, veidojot temperatūru

2.7. Attēls ir HPMC filmu optisko īpašību izmaiņu līkne dažādās plēvēs veidojošās temperatūrās. No attēla var redzēt, ka, paaugstinoties plēves veidošanas temperatūrai, HPMC plēves caurlaidība pakāpeniski palielinās, migla pakāpeniski samazinās, un HPMC plēves optiskās īpašības pakāpeniski kļūst labākas.

2.7. Att.

Saskaņā ar temperatūras un ūdens molekulu ietekmi uz plēvi [66], kad temperatūra ir zema, HPMC ir ūdens molekulas saistīta ūdens formā, bet šis saistītais ūdens pakāpeniski iztvaiko, un HPMC atrodas stikla stāvoklī. Filmas iztvaicēšana veido caurumus HPMC, un pēc tam izkliede veidojas caurumos pēc gaismas apstarošanas [67], tāpēc filmas viegla caurlaidība ir zema un migla ir augsta; Palielinoties temperatūrai, HPMC molekulārie segmenti sāk kustēties, caurumi, kas veidojas pēc ūdens iztvaikošanas, ir piepildīti, caurumi pakāpeniski samazinās, samazinās gaismas izkliedes pakāpe caurumos, un caurlaidība palielinās [68], tāpēc plēves gaismas caurlaidums palielinās un samazinās.

2.3.2.4. HPMC plēvju šķīdība ūdenī dažādās plēvēs, veidojot temperatūru

2.8. Attēlā parādītas HPMC filmu ūdens šķīdības līknes dažādās plēvēs, veidojot temperatūru. No figūras var redzēt, ka HPMC plēvju ūdens šķīdības laiks palielinās, palielinoties plēves veidošanās temperatūrai, tas ir, HPMC plēvju ūdens šķīdība kļūst sliktāka. Palielinoties plēves veidojošās temperatūras temperatūrai, tiek paātrināta ūdens molekulu iztvaikošanas ātrums un gelācijas ātrums, molekulāro ķēžu kustība tiek paātrināta, molekulārā atstarpe tiek samazināta, un molekulārais izkārtojums uz plēves virsmas ir blīvāks, kas apgrūtina ūdens molekulas, lai nonāktu starp HPMC molekulām. Tiek samazināta arī ūdens šķīdība.

2.8. Att.

2.4. Šīs nodaļas kopsavilkums

Šajā nodaļā kā izejvielu tika izmantota hidroksipropilmetilcelluloze, lai sagatavotu HPMC ūdenī šķīstošu iepakojuma plēvi pēc šķīduma liešanas plēves veidošanas metodes. HPMC plēves kristalitāti analizēja ar XRD difrakciju; HPMC ūdens šķīstošās iepakojuma plēves mehāniskās īpašības tika pārbaudītas un analizētas ar mikroelektronisko universālo stiepes testēšanas mašīnu, un HPMC plēves optiskās īpašības tika analizētas ar gaismas transmisijas migla testeri. Izšķīšanas laiks ūdenī (ūdens šķīdības laiks) tiek izmantots, lai analizētu šķīdību ūdenī. No iepriekšminētajiem pētījumiem tiek izdarīti šādi secinājumi:

1) HPMC plēvju mehāniskās īpašības vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās, palielinoties plēves veidojošā šķīduma koncentrācijai, un vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās, palielinoties plēves veidojošās temperatūras paaugstināšanai. Kad HPMC plēvju veidojošā šķīduma koncentrācija bija 5% un plēves veidojošā temperatūra bija 50 ° C, filmas mehāniskās īpašības ir labas. Šajā laikā stiepes izturība ir aptuveni 116MPA, un pagarinājums pārtraukumā ir aptuveni 31%;

2) HPMC plēvju optiskās īpašības samazinās, palielinoties plēvju veidojošā šķīduma koncentrācijai, un pakāpeniski palielinās, palielinoties plēves veidojošās temperatūras paaugstināšanai; Visaptveroši ņemiet vērā, ka plēves veidojošā šķīduma koncentrācijai nevajadzētu pārsniegt 5%, un plēves veidošanas temperatūrai nevajadzētu pārsniegt 50 ° C

3) HPMC plēvju ūdens šķīdība parādīja lejupejošu tendenci, palielinoties plēves veidojošā šķīduma koncentrācijai un plēves veidojošās temperatūras paaugstināšanai. Kad tika izmantota 5% HPMC plēvju veidojošā šķīduma koncentrācija un plēves veidojošā temperatūra 50 ° C, filmas izšķīdināšanas laiks bija 55 minūtes.

3. nodaļa plastifikatoru ietekme uz HPMC ūdeni šķīstošām iepakojuma plēvēm

3.1 Ievads

Kā jauna veida dabiskā polimēra materiāla HPMC ūdenī šķīstošā iepakojuma filmai ir laba attīstības izredzes. Hidroksipropilmetilceluloze ir dabisks celulozes atvasinājums. Tas ir netoksisks, nepiesārņojošs, atjaunojams, ķīmiski stabils, un tam ir labas īpašības. Ūdens šķīstošs un plēvju veidojošs, tas ir potenciāls ūdenī šķīstošs iepakojuma plēves materiāls.

Iepriekšējā nodaļā tika apskatīta HPMC ūdenī šķīstošās iepakojuma plēves sagatavošana, izmantojot hidroksipropilmetilcellulozi kā izejvielu, izmantojot šķīdumu, kas veido plēves veidošanas metodi, un plēves veidojošās šķidruma koncentrācijas un plēves veidojošās temperatūras ietekme uz hidroksipropilcellulozes ūdenī šķīstošu iesaiņojuma plēvi. veiktspējas ietekme. Rezultāti rāda, ka filmas stiepes izturība ir aptuveni 116MPA un pagarinājums pārtraukumā ir 31% optimālajā koncentrācijā un procesa apstākļos. Šādu filmu izturība ir slikta dažās lietojumprogrammās, un tam ir jāuzlabo turpmāki uzlabojumi.

Šajā nodaļā hidroksipropilmetilcelluloze joprojām tiek izmantota kā izejviela, un ūdenī šķīstošo iepakojuma plēvi sagatavo ar šķīduma liešanas plēves veidošanas metodi. , pagarinājums pārtraukumā), optiskās īpašības (caurlaidība, migla) un šķīdība ūdenī.

3.2 Eksperimentālā nodaļa

3.2.1 Eksperimentālie materiāli un instrumenti

3.1. Tabula Eksperimentālie materiāli un specifikācijas

3.2. Tabula Eksperimentālie instrumenti un specifikācijas

3.2.2 Parauga sagatavošana

1) Sver: sver noteiktu daudzumu hidroksipropilmetilcelulozes (5%) un sorbīta (0,05%, 0,15%, 0,25%, 0,35%, 0,45%) ar elektronisku bilanci un izmantojiet šļirci, lai izmērītu glicerīna spirtu (0,05%, 0,15%, 0,25%, 0,35%, 0,45%).

2) Izšķīdināšana: pievienojiet nosvērtu hidroksipropilmetilcellulozi sagatavotajā dejonizētajā ūdenī, samaisiet normālā temperatūrā un spiedienā, līdz tas ir pilnībā izšķīdināts, un pēc tam attiecīgi pievienojiet glicerīnu vai sorbītu dažādās masas frakcijās. Hidroksipropilmetilcellulozes šķīdumā kādu laiku samaisiet, lai tas vienmērīgi sajauktu, un ļaujiet tam stāvēt 5 minūtes (defētē), lai iegūtu noteiktu plēvju veidojošā šķidruma koncentrāciju.

3) Filmas veidošana: Ievadiet plēves veidojošo šķidrumu stikla Petri traukā un iemetiet to, lai izveidotu plēvi, ļauj tai stāvēt noteiktu laiku, lai tas iegūtu želeju, un pēc tam ievietojiet to sprādziena žāvēšanas krāsnī, lai nožūtu un veidotu plēvi, lai izveidotu plēvi ar biezumu 45 μm. Pēc tam, kad plēve ir ievietota žāvēšanas kastē lietošanai.

3.2.3. Raksturojums un veiktspējas pārbaude

3.2.3.1. Infrasarkanās absorbcijas spektroskopijas (FT-IR) analīze

Infrasarkanās absorbcijas spektroskopija (FTIR) ir spēcīga metode, lai raksturotu molekulārajā struktūrā esošās funkcionālās grupas un identificētu funkcionālās grupas. HPMC iepakojuma plēves infrasarkanās absorbcijas spektrs tika izmērīts, izmantojot Nicolet 5700 Furjē transformācijas infrasarkano staru spektrometru, ko ražo Thermoelectric Corporation. Šajā eksperimentā tika izmantota plānas plēves metode, skenēšanas diapazons bija 500–4000 cm-1, un skenēšanas skaits bija 32. Parauga plēves žāvē žāvējošā krāsnī 50 ° C temperatūrā 24 stundas infrasarkanās spektroskopijas gadījumā.

3.2.3.2. Platleņķa rentgena difrakcijas (XRD) analīze: tāda pati kā 2.2.3.1

3.2.3.3. Mehānisko īpašību noteikšana

Stiepes izturība un pagarinājums filmas pārtraukumā tiek izmantots kā parametri tās mehānisko īpašību vērtēšanai. Pagarinājums pārtraukumā ir pārvietojuma attiecība pret sākotnējo garumu, kad filma ir salauzta, %. Izmantojot instalēto (5943) miniatūru elektronisko universālo stiepes testēšanas mašīnu (Šanhaja) testēšanas iekārta saskaņā ar GB13022-92 testa metodi plastmasas plēvju stiepes īpašībām, testu 25 ° C temperatūrā, 50% RH apstākļos, atlasiet paraugus ar vienotu biezumu un tīru virsmu, bez iespaidiem tiek pārbaudīti.

3.2.3.4. Optisko īpašību noteikšana: tāda pati kā 2.2.3.3.

3.2.3.5. Ūdens šķīdības noteikšana

Sagrieziet 30 mm × 30 mm plēvi ar apmēram 45 μm biezumu, pievienojiet 100 ml ūdens 200 ml vārglāzē, novietojiet plēvi nekustīgā ūdens virsmas centrā un izmēriet laiku, lai plēve pilnībā pazustu [56]. Katrs paraugs tika izmērīts 3 reizes un vidējā vērtība tika ņemta, un vienība bija min.

3.2.4 Datu apstrāde

Eksperimentālos datus apstrādāja Excel, un grafiku uzzīmēja ar Origin programmatūru.

3.3 Rezultāti un diskusija

3.3.1. Glicerīna un sorbīta ietekme uz HPMC filmu infrasarkanās absorbcijas spektru

a) glicerīns (b) sorbīts

3.1.

Infrasarkanās absorbcijas spektroskopija (FTIR) ir spēcīga metode, lai raksturotu molekulārajā struktūrā esošās funkcionālās grupas un identificētu funkcionālās grupas. 3.1. Attēlā parādīti HPMC filmu infrasarkanie spektri ar dažādiem glicerīna un sorbīta papildinājumiem. No figūras var redzēt, ka HPMC filmu raksturīgās skeleta vibrācijas virsotnes galvenokārt ir divos reģionos: 2600 ~ 3700cm-1 un 750 ~ 1700cm-1 [57-59], 3418cm-1

Tuvumā esošās absorbcijas joslas izraisa OH saites stiepšanās vibrācija, 2935 cm-1 ir -CH2, 1050 cm-1 absorbcijas virsotne ir -co- un -coc- absorbcijas virsotne primārajā un sekundārajā hidroksilgrupā, un 1657cm-1 ir hydroxypropilgrupas absorbcijas virsotne. Hidroksilgrupas absorbcijas virsotne ietvara stiepšanās vibrācijā 945 cm -1 ir šūpuļdziesma absorbcijas virsotne -ch3 [69]. Absorbcijas virsotnes pie 1454cm-1, 1373cm-1, 1315cm-1 un 945cm-1 ir piešķirtas asimetriskām, simetriskām deformācijas vibrācijām, attiecīgi-plaknē un ārpus plaknes saliekšanas vibrācijām, attiecīgi [18]. Pēc plastifikācijas filmas infrasarkanā starojuma spektrā parādījās jauni absorbcijas virsotnes, norādot, ka HPMC neizdarīja būtiskas izmaiņas, tas ir, plastifikators neiznīcināja tā struktūru. Pievienojot glicerīnu, stiepjošā vibrācijas virsotne -OH 3418 cm-1 HPMC plēves 3418 cm-1 bija novājināta, un absorbcijas virsotne 1657 cm-1, absorbcijas virsotnes pie 1050 cm-1 novājināja, un absorbcijas virsotnes-koco- un -coc-on primārās un sekundārās hiidroksilgrupas. Pievienojot sorbitolu HPMC filmai, -OH stiepšanās vibrācijas virsotnes pie 3418 cm-1 novājināja, un absorbcijas virsotnes 1657 cm-1 ir novājinātas. Apvidū Šo absorbcijas virsotņu izmaiņas galvenokārt izraisa induktīvā iedarbība un starpmolekulārā ūdeņraža savienošana, kas liek mainīties līdz ar blakus esošajām -ch3 un -ch2 joslām. Maza dēļ molekulāro vielu ievietošana kavē starpmolekulāro ūdeņraža saites veidošanos, tāpēc plastifizētās plēves stiepes izturība samazinās [70].

3.3.2. Glicerīna un sorbīta ietekme uz HPMC filmu XRD modeļiem

a) glicerīns (b) sorbīts

3.2. Att.

Platleņķa rentgenstaru difrakcijas (XRD) analizē vielu kristālisko stāvokli molekulārā līmenī. Noteikšanai tika izmantots ARL/XTRA tipa rentgenstaru difraktometrs, ko ražo Thermo ARL Company Šveicē. 3.2. Attēls ir HPMC filmu XRD modeļi ar dažādiem glicerīna un sorbīta papildinājumiem. Pievienojot glicerīnu, difrakcijas virsotņu intensitāte 9,5 ° un 20,4 ° temperatūrā ir novājināta; Pievienojot sorbītu, kad pievienošanas daudzums bija 0,15%, tika palielināta difrakcijas maksimums 9,5 °, un difrakcijas maksimums 20,4 ° temperatūrā tika novājināts, bet kopējais difrakcijas maksimuma intensitāte bija zemāka nekā HPMC plēve bez sorbīta. Nepārtraukti pievienojot sorbitolu, difrakcijas maksimums 9,5 ° temperatūrā atkal novājinājās, un difrakcijas maksimums 20,4 ° temperatūrā būtiski nemainījās. Tas notiek tāpēc, ka mazu glicerīna un sorbīta molekulu pievienošana traucē sakārtotu molekulāro ķēžu izvietojumu un iznīcina oriģinālo kristāla struktūru, tādējādi samazinot plēves kristalizāciju. No figūras var redzēt, ka glicerīnam ir liela ietekme uz HPMC filmu kristalizāciju, norādot, ka glicerīnam un HPMC ir laba savietojamība, savukārt sorbitolam un HPMC ir slikta saderība. No plastifikatoru strukturālās analīzes sorbitolam ir cukura gredzena struktūra, kas līdzīga celulozei, un tā steriskā traucējuma efekts ir liels, kā rezultātā rodas vāja savstarpēja starppunktu iekļūšana starp sorbīta molekulām un celulozes molekulām, tāpēc tai ir maza ietekme uz celulozes kristalizāciju.

[48].

3.3.3. Glicerīna un sorbīta ietekme uz HPMC filmu mehāniskajām īpašībām

Stiepes izturība un pagarinājums filmas pārtraukumā tiek izmantots kā parametri, lai spriestu par tā mehāniskajām īpašībām, un mehānisko īpašību mērīšana var spriest par tā piemērošanu noteiktās jomās. 3.3. Attēlā parādītas stiepes izturības un pagarinājuma izmaiņas HPMC plēvju pārtraukumā pēc plastifikatoru pievienošanas.

3.3. Att.

No 3.3. Attēla (a) var redzēt, ka, pievienojot glicerīnu, vispirms palielinās pagarinājums HPMC plēves pārtraukumā un pēc tam samazinās, bet stiepes izturība vispirms strauji samazinās, pēc tam lēnām palielinās un pēc tam turpina samazināties. Pagarinājums HPMC plēves pārtraukumā vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās, jo glicerīnam ir vairāk hidrofilu grupu, kas padara materiālu un ūdens molekulām spēcīgu hidratācijas efektu [71], tādējādi uzlabojot plēves elastību. Nepārtraukti palielinoties glicerīna pievienošanai, pagarinājums HPMC plēves pārtraukumā samazinās, tas notiek tāpēc, ka glicerīns padara HPMC molekulārās ķēdes spraugas lielāku un lielāku sapulci starp makromolekulām, punkts tiek samazināts, un filma ir pakļauta plaukstai, kad tiek uzsvērta filma, tādējādi samazinot filmu pārtraukumā. Straujas stiepes izturības samazināšanās iemesls ir šāds: mazu glicerīna molekulu pievienošana traucē ciešo izvietojumu starp HPMC molekulārajām ķēdēm, vājina mijiedarbības spēku starp makromolekulām un samazina filmas stiepes izturību; Stiepes izturība Neliels pieaugums no molekulārās ķēdes izkārtojuma viedokļa atbilstošs glicerīns zināmā mērā palielina HPMC molekulāro ķēžu elastību, veicina polimēru molekulāro ķēžu izvietojumu un padara plēves stiepes izturību nedaudz palielinās; Tomēr, ja ir pārāk daudz glicerīna, molekulārās ķēdes tiek atceltas vienlaikus ar sakārtotu izkārtojumu, un atcelšanas ātrums ir lielāks nekā sakārtotajam izkārtojumam [72], kas samazina filmas kristalizāciju, kā rezultātā HPMC plēves ir zemas stiepes izturības. Tā kā rūdīšanas efekts ir uz HPMC filmas stiepes izturības rēķina, pievienotā glicerīna daudzumam nevajadzētu būt par daudz.

Kā parādīts 3.3. Attēlā (b), pievienojot sorbītu, pagarinājums HPMC plēves pārtraukumā vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Kad sorbīta daudzums bija 0,15%, pagarinājums HPMC filmas pārtraukumā sasniedza 45%, un pēc tam pagarinājums filmas pārtraukumā atkal samazinājās. Stiepes izturība strauji samazinās un pēc tam svārstās ap 50MP, nepārtraukti pievienojot sorbītu. Var redzēt, ka tad, kad pievienotā sorbīta daudzums ir 0,15%, plastificēšanas efekts ir vislabākais. Tas notiek tāpēc, ka sorbīta mazu molekulu pievienošana traucē regulāru molekulāro ķēžu izvietojumu, padarot plaisu starp molekulām lielāku, mijiedarbības spēks tiek samazināts, un molekulas ir viegli slīdēt, tāpēc pagarinājums plēves pārtraukumā palielinās un stiepes stiprības samazināšanās. Tā kā sorbīta daudzums turpināja pieaugt, filmas pārtraukuma pagarinājums atkal samazinājās, jo sorbīta mazās molekulas bija pilnībā izkliedētas starp makromolekulām, kā rezultātā pakāpeniski samazinot sapinēšanas punktus starp makromolekulām un samazinot pagarinājumu filmas pārtraukumā.

Salīdzinot glicerīna un sorbīta plastifikācijas ietekmi uz HPMC plēvēm, pievienojot 0,15% glicerīna, filmas pārtraukumā var palielināt pagarinājumu līdz aptuveni 50%; Kamēr pievienojot 0,15% sorbīta, var tikai palielināt pagarinājumu filmas pārtraukumā, likme sasniedz aptuveni 45%. Stiepes izturība samazinājās, un, pievienojot glicerīnu, samazinājums bija mazāks. Var redzēt, ka glicerīna plastificējošā iedarbība uz HPMC plēvi ir labāka nekā sorbitol.

3.3.4. Glicerīna un sorbīta ietekme uz HPMC filmu optiskajām īpašībām

a) glicerīns (b) sorbīts

3.4. Att.

Gaismas caurlaidība un migla ir svarīgi iepakojuma filmas caurspīdīguma parametri. Iesaiņoto preču redzamība un skaidrība galvenokārt ir atkarīga no iepakojuma filmas gaismas caurlaidības un miglas. Kā parādīts 3.4. Attēlā, gan glicerīna, gan sorbīta pievienošana ietekmēja HPMC filmu optiskās īpašības, it īpaši miglu. 3.4. Attēls (a) ir grafiks, kas parāda glicerīna pievienošanas ietekmi uz HPMC filmu optiskajām īpašībām. Pievienojot glicerīnu, HPMC plēvju caurlaidība vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās, sasniedzot maksimālo vērtību aptuveni 0,25%; Migla strauji palielinājās un pēc tam lēnām. No iepriekšminētās analīzes var redzēt, ka tad, kad glicerīna pievienošanas daudzums ir 0,25%, filmas optiskās īpašības ir labākas, tāpēc glicerīna pievienošanas daudzums nedrīkst pārsniegt 0,25%. 3.4. Attēls (b) ir diagramma, kas parāda sorbīta pievienošanas ietekmi uz HPMC filmu optiskajām īpašībām. No attēla var redzēt, ka, pievienojot sorbītu, vispirms palielinās HPMC plēvju migla, pēc tam lēnām samazinās un pēc tam palielinās, un caurlaidība vispirms palielinās un pēc tam palielinās. Samazinājās, un gaismas caurlaidība un migla parādījās virsotnes vienlaikus, kad sorbīta daudzums bija 0,45%. Var redzēt, ka tad, kad pievienotā sorbīta daudzums ir no 0,35 līdz 0,45%, tā optiskās īpašības ir labākas. Salīdzinot glicerīna un sorbīta ietekmi uz HPMC filmu optiskajām īpašībām, var redzēt, ka sorbitolam ir maza ietekme uz filmu optiskajām īpašībām.

Vispārīgi runājot, materiāliem ar augstas gaismas caurlaidību būs zemāka migla un otrādi, bet tas ne vienmēr notiek. Dažiem materiāliem ir augsta gaismas caurlaidība, bet arī augstas miglas vērtības, piemēram, plānas plēves, piemēram, matēts stikls [73]. Šajā eksperimentā sagatavotā filma var izvēlēties atbilstošo plastifikatoru un pievienošanas daudzumu atbilstoši vajadzībām.

3.3.5. Glicerīna un sorbīta ietekme uz HPMC filmu ūdens šķīdību

(a) Glicerīns （B） sorbīts

3.5. Att.

3.5. Attēlā parādīta glicerīna un sorbīta ietekme uz HPMC filmu ūdens šķīdību. No attēla var redzēt, ka, palielinoties plastifikatoru saturam, HPMC plēves ūdens šķīdības laiks tiek pagarināts, tas ir, HPMC plēves ūdens šķīdība pakāpeniski samazinās, un glicerīns lielāka ietekme uz HPMC plēves šķīdību ūdenī nekā sorbitols. Iemesls, kāpēc hidroksipropilmetilcellulozei ir laba ūdens šķīdība, ir tas, ka tās molekulā pastāv liels skaits hidroksilgrupu. No infrasarkanā spektra analīzes var redzēt, ka, pievienojot glicerīnu un sorbītu, HPMC plēves hidroksilvibrācijas virsotne vājina, norādot, ka hidroksilgrupu skaits HPMC molekulā samazinās un samazinās hidrofilā grupa.

3.4. Šīs nodaļas sadaļas

Izmantojot iepriekš minēto HPMC filmu veiktspējas analīzi, var redzēt, ka plastifikatori glicerīns un sorbīts uzlabo HPMC filmu mehāniskās īpašības un palielina pagarinājumu filmu pārtraukumā. Ja glicerīna pievienošana ir 0,15%, HPMC plēvju mehāniskās īpašības ir salīdzinoši labas, stiepes izturība ir aptuveni 60MPA, un pagarinājums pārtraukumā ir aptuveni 50%; Ja glicerīna pievienošana ir 0,25%, optiskās īpašības ir labākas. Kad sorbīta saturs ir 0,15%, HPMC filmas stiepes izturība ir aptuveni 55MPA, un pagarinājums pārtraukumā palielinās līdz aptuveni 45%. Kad sorbīta saturs ir 0,45%, filmas optiskās īpašības ir labākas. Abi plastifikatori samazināja HPMC plēvju šķīdību ūdenī, savukārt sorbitolam bija mazāka ietekme uz HPMC plēvju šķīdību ūdenī. Divu plastifikatoru ietekmes salīdzinājums uz HPMC plēvju īpašībām liecina, ka glicerīna plastifikošā iedarbība uz HPMC plēvēm ir labāka nekā sorbitol.

4. nodaļa. Krustošanas līdzekļu ietekme uz HPMC ūdeni šķīstošām iepakojuma plēvēm

4.1 Ievads

Hidroksipropilmetilcelluloze satur daudz hidroksilgrupu un hidroksipropoksijas grupu, tāpēc tai ir laba ūdens šķīdība. Šajā rakstā tiek izmantota laba ūdens šķīdība, lai sagatavotu jaunu zaļu un videi draudzīgu ūdeni šķīstošu iepakojuma plēvi. Atkarībā no ūdens šķīstošās plēves uzklāšanas lielākajā daļā lietojumu ir nepieciešama ātra ūdens šķīstošās plēves izšķīšana, taču dažreiz ir vēlama arī aizkavēta izšķīšana [21].

Tāpēc šajā nodaļā glutaraldehīds tiek izmantots kā modificētais hidroksipropilmetilcelulozes ūdens šķīstošās iepakojuma plēves modificētais šķērssavienojums, un tā virsma ir savstarpēji saistīta, lai modificētu plēvi, lai samazinātu plēves ūdenstilbilitāti un aizkavētu ūdens atdalīšanas laiku. Galvenokārt tika pētīta dažādu glutaraldehīda tilpuma papildinājumu ietekme uz ūdens šķīdību, mehāniskajām īpašībām un optiskajām īpašībām.

4.2 Eksperimentālā daļa

4.2.1 Eksperimentālie materiāli un instrumenti

4.1. Tabula Eksperimentālie materiāli un specifikācijas

4.2.2 Parauga sagatavošana

1) svēršana: nosver noteiktu daudzumu hidroksipropilmetilcelulozes (5%) ar elektronisko līdzsvaru;

2) Izšķīdināšana: nosvērtajam hidroksipropilmetilcellulozei pievieno sagatavotajam dejononizētajam ūdenim, maisot istabas temperatūrā un spiedienā, līdz pilnībā izšķīdina, un pēc tam atšķirīgs daudzums glutaraldehīda (0,19%0,25%0,31%, 0,38%, 0,44%), samaisot šķidrumu, ar noteiktu laika periodu (defoameMaming), un plēve, un tas ir šķidrums, ar atšķirīgu laika periodu (defoameMameMame), un plēve, un tā ir šķidrums, un tas ir saistīts ar noteiktu laika periodu (defo. tiek iegūtas glutaraldehīda pievienoto summu;

3) Filmas veidošana: Injicējiet plēvi, kas veido šķidrumu stikla Petri traukā un iemetiet plēvi, ielieciet to gaisā žāvēšanas kastē 40 ~ 50 ° C, lai nožūtu plēvi, izveidotu plēvi ar 45 μm biezumu, atklājiet plēvi un ievietojiet to žāvēšanas kastē dublējumam.

4.2.3 Raksturojums un veiktspējas pārbaude

4.2.3.1. Infrasarkanās absorbcijas spektroskopijas (FT-IR) analīze

HPMC plēvju infrasarkanā sūkšana tika noteikta, izmantojot Nicolet 5700 Furjē infrasarkano staru spektrometru, ko ražo Amerikas termoelektriskais uzņēmums, kas aizver spektru.

4.2.3.2. Platleņķa rentgenstaru difrakcijas (XRD) analīze

Platleņķa rentgenstaru difrakcija (XRD) ir vielas kristalizācijas stāvokļa analīze molekulārā līmenī. Šajā rakstā plānas plēves kristalizācijas stāvoklis tika noteikts, izmantojot Arl/Xtra rentgenstaru difraktometru, ko ražo Šveices termo arl. Mērīšanas apstākļi: rentgena avots ir niķeļa filtra Cu-Kα līnija (40 kV, 40 mA). Skenēšanas leņķis no 0 ° līdz 80 ° (2θ). Skenēšanas ātrums 6 °/min.

4.2.3.3. Ūdens šķīdības noteikšana: tāds pats kā 2.2.3.4.

4.2.3.4. Mehānisko īpašību noteikšana

Izmantojot instalēto (5943) miniatūru elektronisko universālo stiepes testēšanas mašīnu (Šanhaja) testēšanas iekārta, saskaņā ar GB13022-92 testa metodi plastmasas plēvju stiepes īpašībām, testu 25 ° C temperatūrā, 50% RH apstākļos, atlasiet paraugus ar vienmērīgu biezumu un tīru virsmu, bez impulsiem tiek pārbaudīts.

4.2.3.5. Optisko īpašību noteikšana

Izmantojot gaismas caurlaidības migla testeri, atlasiet paraugu, kas jāpārbauda ar tīru virsmu un bez krokām, un izmēriet plēves vieglo caurlaidību un miglu istabas temperatūrā (25 ° C un 50%RH).

4.2.4 Datu apstrāde

Eksperimentālos datus apstrādāja Excel un grafiks pēc Origin programmatūras.

4.3 Rezultāti un diskusija

4.3.

HPMC plēvju FT.4.1 FT-IR dažādā glutaraldehīda saturā

Infrasarkanās absorbcijas spektroskopija ir spēcīgs līdzeklis, lai raksturotu molekulārajā struktūrā esošās funkcionālās grupas un identificētu funkcionālās grupas. Lai vēl vairāk izprastu hidroksipropilmetilcelulozes strukturālās izmaiņas pēc modifikācijas, HPMC plēvēs pirms un pēc modifikācijas tika veikti infrasarkanie testi. 4.1. Attēlā parādīti HPMC filmu infrasarkanie spektri ar atšķirīgu glutaraldehīda daudzumu un HPMC filmu deformācija

-OH vibrācijas absorbcijas virsotnes ir tuvu 3418 cm-1 un 1657cm-1. Salīdzinot HPMC filmu savstarpēji saistītos un nekrosaistītos infrasarkanos spektrus, var redzēt, ka, pievienojot glutaraldehīdu, vibrācijas virsotnes -OH pie 3418 cm-1 un 1657cm-absorbcijas virsotne, kas bija hidroksilgrupa, kas hydroxypropoxyyyyygrupai bija nozīmīga, kas norāda hydroxyprxyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyydroksiilgrupas skaitu, kas norāda, ka hydroxyprxyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyydrxydroxydroksiilgrupā ir ievērojami vājināts, un tas, kas hydroxyprxyyyyyyyyyygrupas bija ievērojams. HPMC molekula tika samazināta, ko izraisīja šķērssavienojuma reakcija starp dažām HPMC hidroksilgrupām un dialdehīda grupu uz glutaraldehīda [74]. Turklāt tika atklāts, ka glutaraldehīda pievienošana nemainīja katras raksturīgās absorbcijas virsotnes stāvokli HPMC, norādot, ka glutaraldehīda pievienošana neiznīcināja pašas HPMC grupas.

4.3.

Veicot rentgena difrakciju uz materiāla un analizējot tā difrakcijas modeli, tā ir pētījumu metode, lai iegūtu tādu informāciju kā atomu vai molekulu struktūra vai morfoloģija materiālā. 4.2. Attēlā parādīti HPMC filmu XRD modeļi ar dažādiem glutaraldehīda papildinājumiem. Palielinoties glutaraldehīda pievienošanai, HPMC difrakcijas virsotņu intensitāte ap 9,5 ° un 20,4 ° vājinājās, jo aldehīdi uz glutaraldehīda molekulas vājinājās. Starp hidroksilgrupu un hidroksilgrupu HPMC molekulā notiek krusteniskās saites reakcija, kas ierobežo molekulārās ķēdes mobilitāti [75], tādējādi samazinot HPMC molekulas sakārtoto izkārtojuma spēju.

4.2. Att.

4.3.3. Glutaraldehīda ietekme uz HPMC filmu ūdens šķīdību

4.3. Att.

No 4.3. Attēla dažādu glutaraldehīda papildinājumu ietekme uz HPMC filmu ūdens šķīdību, var redzēt, ka, palielinoties glutaraldehīda devai, HPMC plēvju ūdens šķīdības laiks tiek pagarināts. Krustojošā reakcija notiek ar aldehīda grupu glutaraldehīdā, kā rezultātā ievērojami samazinās hidroksilgrupu skaits HPMC molekulā, tādējādi pagarinot HPMC plēves ūdens šķīdību un samazinot HPMC plēves ūdens šķīdību.

4.3.4 Glutaraldehīda ietekme uz HPMC filmu mehāniskajām īpašībām

4.4. Att.

Lai izpētītu glutaraldehīda satura ietekmi uz HPMC filmu mehāniskajām īpašībām, tika pārbaudīta stiepes izturība un pagarinājums modificēto filmu pārtraukumā. Piemēram, 4.4 ir glutaraldehīda pievienošanas ietekmes grafiks uz stiepes izturību un pagarinājumu filmas pārtraukumā. Palielinoties glutaraldehīda pievienošanai, stiepes izturība un pagarinājums HPMC filmu pārtraukumā vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. tendence. Tā kā glutaraldehīda un celulozes šķērssavienojums pieder pie ēterifikācijas krusteniskās saites, pēc glutaraldehīda pievienošanas HPMC plēvei, abas aldehīda grupas glutaraldehīda molekulā un hidroksilgrupās, kas palielina HPMC molekulu, kas saistīta ar to, kas saistīta ar ņēmēju saistīšanu, kas palielina HPMC molekulu, kas palielina ņēmējus, kas veido ņēmējus, kas palielina mehāniskos pamatus. filmas. Nepārtraukti pievienojot glutaraldehīdu, palielinās šķērssavienojuma blīvums šķīdumā, kas ierobežo relatīvo slīdēšanu starp molekulām, un molekulārie segmenti nav viegli orientēti ar ārēja spēka darbību, kas parāda, ka HPMC plānu plēvju mehāniskās īpašības samazinās makroskopiski [76]. No 4.4. Attēla glutaraldehīda ietekme uz HPMC plēvju mehāniskajām īpašībām rāda, ka tad, ja glutaraldehīda pievienošana ir 0,25%, labāka ir šķērssavienojuma efekts, un HPMC filmu mehāniskās īpašības ir labākas.

4.3.5. Glutaraldehīda ietekme uz HPMC filmu optiskajām īpašībām

Viegla caurlaidība un migla ir divi ļoti svarīgi iepakojuma filmu optiskās veiktspējas parametri. Jo lielāka ir caurlaidība, jo labāka filmas caurspīdīgums; Migla, kas pazīstama arī kā duļķainība, norāda uz filmas nepamatotības pakāpi un, jo lielāka migla, jo sliktāka ir filmas skaidrība. 4.5. Attēls ir glutaraldehīda pievienošanas ietekme uz HPMC filmu optiskajām īpašībām. No attēla var redzēt, ka, palielinoties glutaraldehīda pievienošanai, gaismas caurlaidība vispirms lēnām palielinās, pēc tam strauji palielinās un pēc tam lēnām samazinās; Vispirms to samazināja un pēc tam palielinājās. Kad glutaraldehīda pievienošana bija 0,25%, HPMC plēves caurlaidība sasniedza maksimālo vērtību 93%, un migla sasniedza minimālo vērtību 13%. Šajā laikā optiskā veiktspēja bija labāka. Optisko īpašību palielināšanās iemesls ir šķērssavienojuma reakcija starp glutaraldehīda molekulām un hidroksipropilmetilcelulozi, un starpmolekulārā izkārtojums ir kompakts un vienmērīgs, kas palielina HPMC plēvju optiskās īpašības [77–79]. Kad šķērssavienojuma līdzeklis ir pārmērīgs, krusteniskās saites vietas tiek pārsātinātas, ir grūti relatīvi slīdēt starp sistēmas molekulām, un gēla parādība ir viegli. Tāpēc HPMC plēvju optiskās īpašības tiek samazinātas [80].

4.5. Att.

4.4. Šīs nodaļas sadaļas

Izmantojot iepriekš minēto analīzi, tiek izdarīti šādi secinājumi:

1) Glutaraldehīda krustveida HPMC filmas infrasarkanais spektrs parāda, ka glutaraldehīda un HPMC plēvei notiek savstarpēja saistīšanas reakcija.

2) Ir lietderīgāk pievienot glutaraldehīdu diapazonā no 0,25% līdz 0,44%. Ja glutaraldehīda pievienošanas daudzums ir 0,25%, labākas ir HPMC filmas visaptverošās mehāniskās īpašības un optiskās īpašības; Pēc krusteniskās saites HPMC plēves šķīdība ūdenī tiek pagarināta un ūdens šķīdība tiek samazināta. Kad glutaraldehīda pievienošanas daudzums ir 0,44%, ūdens šķīdības laiks sasniedz apmēram 135 minūtes.

5. nodaļa Dabiskā antioksidanta HPMC ūdens šķīstošā iepakojuma plēve

5.1 Ievads

Lai paplašinātu hidroksipropilmetilcellulozes plēves uzklāšanu pārtikas iepakojumā, šajā nodaļā kā dabisku antioksidantu piedevu izmanto bambusa lapu antioksidantu (AOB), un dabisko bambusa lapu antioksidantu sagatavošanai izmanto šķīduma liešanas plēves veidošanas metodi. Antioksidanta HPMC ūdens šķīstošā iepakojuma plēve, izpētiet antioksidantu īpašības, šķīdību ūdenī, mehāniskās īpašības un filmas optiskās īpašības un nodrošina pamatu tās pielietošanai pārtikas iepakojuma sistēmās.

5.2 Eksperimentālā daļa

5.2.1 Eksperimentālie materiāli un eksperimentālie instrumenti

Tab.5.1 Eksperimentālie materiāli un specifikācijas

Tab.5.2 Eksperimentālais aparāts un specifikācijas

5.2.2 Parauga sagatavošana

Prepare hydroxypropyl methylcellulose water-soluble packaging films with different amounts of bamboo leaf antioxidants by solution casting method: prepare 5% hydroxypropyl methylcellulose aqueous solution, stir evenly, and then add hydroxypropyl methylcellulose Add a certain proportion (0%, 0.01%, 0.03%, 0.05%, 0.07%, 0,09%) bambusa lapu antioksidantu līdz celulozes plēves veidojošai šķīdumam un turpina maisīt

Lai būtu pilnībā sajaukts, ļaujiet stāvēt istabas temperatūrā 3-5 minūtes (Defoaming), lai sagatavotu HPMC plēves veidojošos šķīdumus, kas satur dažādas masas frakcijas bambusa lapu antioksidantu. Nosusiniet to sprādziena žāvēšanas krāsnī un ielieciet to žāvēšanas krāsnī vēlākai lietošanai pēc filmas noņemšanas. Sagatavoto hidroksipropilmetilcellulozes ūdeni šķīstošo iepakojuma plēvi, kas pievienota ar bambusa lapu antioksidantu, īsi sauc par AOB/HPMC plēvi.

5.2.3 Raksturojums un veiktspējas pārbaude

5.2.3.1. Infrasarkanās absorbcijas spektroskopijas (FT-IR) analīze

HPMC plēvju infrasarkanās absorbcijas spektri tika izmērīti ATR režīmā, izmantojot Nicolet 5700 Furier transformācijas infrasarkano staru spektrometru, ko ražo Thermoelectric Corporation.

5.2.3.2. Platleņķa rentgenstaru difrakcija (XRD) Mērījums: tāds pats kā 2.2.3.1

5.2.3.3 antioksidantu īpašību noteikšana

Lai izmērītu sagatavoto HPMC plēvju un AOB/HPMC plēvju antioksidantu īpašības, šajā eksperimentā tika izmantota DPPH brīvo radikāļu notveršanas metode, lai izmērītu plēves samazināšanas ātrumu DPPH brīvajiem radikāļiem, lai netieši izmērītu plēvju oksidācijas izturību.

DPPH šķīduma sagatavošana: ēnojuma apstākļos izšķīdina 2 mg DPPH 40 ml etanola šķīdinātāja un sonikātu 5 minūtes, lai šķīdums būtu vienāds. Uzglabāt ledusskapī (4 ° C) vēlākai lietošanai.

Atsaucoties uz Zhong Yuansheng [81] eksperimentālo metodi ar nelielu modifikāciju, A0 vērtības mērījumu: ņemiet 2 ml DPPH šķīduma testa mēģenē, pēc tam pievienojiet 1 ml destilēta ūdens, lai pilnībā satricinātu un sajauktu vērtību (519nm) ar UV spektrofotometru. ir A0. Vērtības mērīšana: mēģenei pievienojiet 2 ml DPPH šķīduma, pēc tam pievienojiet 1 ml HPMC plānas plēves šķīduma, lai rūpīgi sajauktu, izmēriet vērtību ar UV spektrofotometru, ņemiet ūdeni kā tukšu vadību un trīs paralēlus datus katrai grupai. DPPH brīvo radikāļu samazināšanas ātruma aprēķināšanas metode attiecas uz šādu formulu,

Formulā: A ir parauga absorbcija; A0 ir tukša vadība

5.2.3.4. Mehānisko īpašību noteikšana: tāda pati kā 2.2.3.2

5.2.3.5. Optisko īpašību noteikšana

Optiskās īpašības ir svarīgi iepakojuma filmu caurspīdīguma rādītāji, galvenokārt filmas caurlaidība un migla. Filmu caurlaidība un migla tika izmērīta, izmantojot caurlaidības migla testeri. Filmu vieglo caurlaidību un miglu mēra istabas temperatūrā (25 ° C un 50% RH) uz testa paraugiem ar tīru virsmām un bez krokām.

5.2.3.6. Ūdens šķīdības noteikšana

Sagrieziet 30 mm × 30 mm plēvi ar apmēram 45 μm biezumu, pievienojiet 100 ml ūdens 200 ml vārglāzē, novietojiet plēvi nekustīgā ūdens virsmas centrā un izmēriet laiku, lai plēve pilnībā pazustu. Ja filma pielīp pie vārglāzes sienas, tā ir jāmēra vēlreiz, un rezultāts tiek ņemts kā vidēji 3 reizes, vienība ir min.

5.2.4 Datu apstrāde

Eksperimentālos datus apstrādāja Excel un grafiks pēc Origin programmatūras.

5.3 Rezultāti un analīze

5.3.1 FT-IR analīze

HPMC un AOB/HPMC filmu FTIR FTIR

Organiskajās molekulās atomi, kas veido ķīmiskas saites vai funkcionālās grupas, atrodas pastāvīgas vibrācijas stāvoklī. Kad organiskās molekulas ir apstarotas ar infrasarkano staru gaismu, ķīmiskās saites vai funkcionālās grupas molekulās var absorbēt vibrācijas, lai varētu iegūt informāciju par ķīmiskajām saitēm vai funkcionālajām grupām molekulā. 5.1. Attēlā parādīti HPMC plēves un AOB/HPMC filmas FTIR spektri. No 5. attēla var redzēt, ka hidroksipropilmetilcelulozes raksturīgā skeleta vibrācija galvenokārt ir koncentrēta 2600 ~ 3700 cm-1 un 750 ~ 1700 cm-1. Spēcīgā vibrācijas frekvence 950-1250 cm-1 reģionā galvenokārt ir raksturīgais kopa skeleta stiepšanās vibrācijas reģions. HPMC plēves absorbcijas joslu netālu no 3418 cm-1 izraisa OH saites stiepšanās vibrācija, un hidroksilgrupas absorbcijas virsotne uz hidroksipropoksijas grupas 1657 cm-1 izraisa stiepšanās vibrācija [82]. Absorbcijas virsotnes pie 1454cm-1, 1373cm-1, 1315cm-1 un 945cm-1 tika normalizētas līdz asimetriskām, simetriskām deformācijas vibrācijām, plaknē un ārpus plaknes saliekšanas vibrācijām, kas pieder -ch3 [83]. HPMC tika modificēts ar AOB. Pievienojot AOB, katra AOB/HPMC raksturīgā virsotne nemainījās, norādot, ka AOB pievienošana neiznīcināja pašas HPMC grupas. OH saites stiepšanās vibrācija AOB/HPMC plēves absorbcijas joslā netālu no 3418 cm-1 ir novājināta, un maksimālās formas maiņu galvenokārt izraisa blakus esošās metil un metilēna joslas izmaiņas ūdeņraža saites indukcijas dēļ. 12], var redzēt, ka AOB pievienošanai ir ietekme uz starpmolekulārām ūdeņraža saitēm.

5.3.2 XRD analīze

5.2. Attēls XRD no HPMC un AOB/

5.2. Attēls. HPMC un AOB/HPMC filmas

Filmu kristāliskais stāvoklis tika analizēts ar platleņķa rentgenstaru difrakciju. 5.2. Attēlā parādīti HPMC filmu un AAOB/HPMC filmu XRD modeļi. No attēla var redzēt, ka HPMC plēvei ir 2 difrakcijas virsotnes (9,5 °, 20,4 °). Pievienojot AOB, difrakcijas virsotnes ap 9,5 ° un 20,4 ° ir ievērojami novājinātas, norādot, ka AOB/HPMC plēves molekulas ir sakārtotas. Spēja samazinājās, norādot, ka AOB pievienošana izjauc hidroksipropilmetilcelulozes molekulārās ķēdes izvietojumu, iznīcināja molekulas sākotnējo kristāla struktūru un samazināja hidroksipropil -metilcelulozes regulāru izvietojumu.

5.3.3 Antioksidantu īpašības

Lai izpētītu dažādu AOB papildinājumu ietekmi uz AOB/HPMC filmu oksidācijas pretestību, tika pētītas filmas ar atšķirīgiem AOB papildinājumiem (0, 0,01%, 0,03%, 0,05%, 0,07%, 0,09%). Bāzes samazināšanas ātruma ietekme, rezultāti ir parādīti 5.3. Attēlā.

5.3. Att.

No 5.3. Attēla var redzēt, ka AOB antioksidanta pievienošana ievērojami uzlaboja DPPH radikāļu samazināšanas ātrumu ar HPMC plēvēm, tas ir, filmu antioksidantu īpašības tika uzlabotas, un, palielinoties AOB pievienošanai, DPPH radikāļu samazināšanās vispirms palielinājās. Ja AOB pievienošanas daudzums ir 0,03%, AOB/HPMC plēvei ir vislabākā ietekme uz DPPH brīvo radikāļu samazināšanas ātrumu, un tās samazināšanas ātrums DPPH brīvajiem radikāļiem sasniedz 89,34%, tas ir, AOB/HPMC Film ir vislabākais anti-oksidācijas veiktspēja šajā laikā; Kad AOB saturs bija 0,05% un 0,07%, AOB/HPMC plēves DPPH brīvo radikāļu samazināšanas ātrums bija lielāks nekā 0,01% grupā, bet ievērojami zemāks nekā 0,03% grupā; Tas var būt saistīts ar pārmērīgu dabisko antioksidantu, AOB pievienošana izraisīja AOB molekulu un nevienmērīga sadalījuma aglomerāciju filmā, tādējādi ietekmējot AOB/HPMC plēvju antioksidanta efekta ietekmi. Var redzēt, ka eksperimentā sagatavotā AOB/HPMC plēvei ir laba antioksidācijas veiktspēja. Ja pievienošanas daudzums ir 0,03%, visspēcīgākais ir AOB/HPMC filmas antioksidācijas veiktspēja.

5.3.4 Ūdens šķīdība

No 5.4. Attēla bambusa lapu antioksidantu ietekme uz hidroksipropilmetilcellulozes plēvju ūdens šķīdību, var redzēt, ka dažādiem AOB papildinājumiem ir būtiska ietekme uz HPMC filmu ūdens šķīdību ūdenī. Pēc AOB pievienošanas, palielinoties AOB daudzumam, ūdens šķīstošais filmas laiks bija īsāks, norādot, ka AOB/HPMC filmas ūdens šķīstība ir labāka. Tas ir, AOB pievienošana uzlabo filmas AOB/HPMC ūdens šķīdību. No iepriekšējās XRD analīzes var redzēt, ka pēc AOB pievienošanas AOB/HPMC plēves kristalitāte tiek samazināta, un spēks starp molekulārajām ķēdēm ir novājināts, kas atvieglo ūdens molekulu iekļūšanu AOB/HPMC plēve, tāpēc AOB/HPMC plēve tiek uzlabota zināmā mērā. Filmas šķīdība ūdenī.

5.4. Att.

5.3.5 Mehāniskās īpašības

5.5. Att.

Plāno plēvju materiālu pielietojums ir arvien plašāks, un tā mehāniskajām īpašībām ir liela ietekme uz membrānas balstītu sistēmu uzvedību, kas ir kļuvusi par galveno pētījumu karsto punktu. 5.5. Attēlā parādīta stiepes izturība un pagarinājums AOB/HPMC filmu pārtraukuma līknēs. No attēla var redzēt, ka dažādiem AOB papildinājumiem ir būtiska ietekme uz filmu mehāniskajām īpašībām. Pēc AOB pievienošanas, palielinoties AOB pievienošanai, AOB/HPMC. Filmas stiepes izturība parādīja lejupejošu tendenci, savukārt pagarinājums pārtraukumā parādīja tendenci vispirms palielināties un pēc tam samazināties. Kad AOB saturs bija 0,01%, pagarinājums filmas pārtraukumā sasniedza maksimālo vērtību aptuveni 45%. AOB ietekme uz HPMC filmu mehāniskajām īpašībām ir acīmredzama. No XRD analīzes var redzēt, ka antioksidanta AOB pievienošana samazina AOB/HPMC filmas kristalitāti, tādējādi samazinot AOB/HPMC filmas stiepes izturību. Pagarinājums pārtraukumā vispirms palielinās un pēc tam samazinās, jo AOB ir laba ūdens šķīdība un savietojamība, un tā ir maza molekulārā viela. Saderības procesa laikā ar HPMC mijiedarbības spēks starp molekulām ir novājināts un filma ir mīkstināta. Stingrā struktūra padara AOB/HPMC plēvi maigu, un pagarinājums filmas pārtraukumā palielinās; Tā kā AOB turpina pieaugt, AOB/HPMC plēves pārtraukuma pagarinājums samazinās, jo AOB molekulas AOB/HPMC filmā padara makromolekulas, palielinās plaisa starp ķēdēm, un nav nekāda sapīšanās punkta starp makromolekulu pārtraukumu.

5.3.6 Optiskās īpašības

5.6. Attēls. AOB ietekme uz HPMC filmu optisko īpašību

5.6. Attēls ir diagramma, kas parāda AOB/HPMC filmu caurlaidības un miglas izmaiņas. No skaitļa var redzēt, ka, palielinoties pievienotā AOB daudzumam, AOB/HPMC plēves caurlaidība samazinās un palielinās migla. Kad AOB saturs nepārsniedza 0,05%, AOB/HPMC filmu gaismas caurlaidības un migla izmaiņu ātrums bija lēns; Kad AOB saturs pārsniedza 0,05%, gaismas caurlaidības un miglas izmaiņu ātrums tika paātrināti. Tāpēc pievienotā AOB summa nedrīkst pārsniegt 0,05%.

5.4. Šīs nodaļas sadaļas

Bambusa lapu antioksidanta (AOB) kā dabiskā antioksidantu un hidroksipropilmetilcelulozes (HPMC) kā plēves veidojoša matrica (AOB) kā plēves veidojoša matrica tika sagatavota jauna veida antioksidantu iepakojuma plēve, ar šķīduma sajaukšanu un liešanas filmu veidošanas metodi. Šajā eksperimentā sagatavotā AOB/HPMC ūdens šķīstošā iepakojuma plēvei ir antioksidācijas funkcionālās īpašības. AOB/HPMC plēve ar 0,03% AOB ir samazināšanas ātrums aptuveni 89% DPPH brīvajiem radikāļiem, un labākā ir samazināšanas efektivitāte, kas ir labāka nekā bez AOB. Uzlabojās HPMC filma ar 61%. Ūdens šķīdība ir arī ievērojami uzlabota, un mehāniskās īpašības un optiskās īpašības ir samazinātas. AOB/HPMC plēves materiālu uzlabotā oksidācijas izturība ir paplašinājusi tā pielietojumu pārtikas iepakojumā.

VI nodaļas secinājums

1) Palielinoties HPMC plēves veidojošā šķīduma koncentrācijai, plēves mehāniskās īpašības vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Kad HPMC plēves veidojošā šķīduma koncentrācija bija 5%, HPMC plēves mehāniskās īpašības bija labākas, un stiepes izturība bija 116MPA. Pagarinājums pārtraukumā ir aptuveni 31%; Samazinās optiskās īpašības un šķīdība ūdenī.

2) Palielinoties plēves veidojošai temperatūrai, plēvju mehāniskās īpašības vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās, optiskās īpašības uzlabojās un ūdens šķīdība samazinājās. Kad plēves veidošanās temperatūra ir 50 ° C, kopējais sniegums ir labāks, stiepes izturība ir aptuveni 116MPa, gaismas caurlaidība ir aptuveni 90%, un ūdens atdalīšanas laiks ir aptuveni 55 minūtes, tāpēc plēves formēšanas temperatūra ir piemērotāka 50 ° C temperatūrā.

3) Izmantojot plastifikatorus, lai uzlabotu HPMC filmu izturību, pievienojot glicerīnu, pagarinājums HPMC plēvju pārtraukumā ievērojami palielinājās, kamēr stiepes izturība samazinājās. Kad pievienotā glicerīna daudzums bija no 0,15%līdz 0,25%, pagarinājums HPMC filmas pārtraukumā bija aptuveni 50%, un stiepes izturība bija aptuveni 60MPA.

4) Pievienojot sorbītu, vispirms palielinās pagarinājums plēves pārtraukumā un pēc tam samazinās. Kad sorbīta pievienošana ir aptuveni 0,15%, pagarinājums pārtraukumā sasniedz 45% un stiepes izturība ir aptuveni 55MPa.

5) Divu plastifikatoru - glicerīna un sorbīta - pievienošana, abi samazināja HPMC filmu optiskās īpašības un šķīdību ūdenī, un samazināšanās nebija lieliska. Salīdzinot divu plastifikatoru plastifikācijas efektu uz HPMC plēvēm, var redzēt, ka glicerīna plastificējošā iedarbība ir labāka nekā sorbitol.

6) Izmantojot infrasarkano absorbcijas spektroskopiju (FTIR) un platleņķa rentgenstaru difrakcijas analīzi, tika pētīta glutaraldehīda un HPMC un kristalitātes savstarpēja saite pēc krusteniskās saites. Pievienojot šķērssaistēšanas aģentu glutaraldehīdu, stiepes izturība un pagarinājums sagatavoto HPMC plēvju pārtraukumā vispirms palielinājās un pēc tam samazinājās. Kad glutaraldehīda pievienošana ir 0,25%, labākas ir HPMC filmu visaptverošās mehāniskās īpašības; Pēc šķērssavienojuma ūdens atdalīšanas laiks tiek pagarināts, un ūdens samazināšanās samazinās. Kad glutaraldehīda pievienošana ir 0,44%, ūdens atdalīšanas laiks sasniedz apmēram 135 minūtes.

7) Pievienojot atbilstošu AOB dabiskā antioksidanta daudzumu plēves veidojošajam HPMC plēves risinājumam, sagatavotajai AOB/HPMC ūdenī šķīstošai iepakojuma plēvei ir antioksidācijas funkcionālās īpašības. AOB/HPMC plēve ar 0,03% AOB pievienoja 0,03% AOB, lai noņemtu DPPH brīvos radikāļus. Noņemšanas ātrums ir aptuveni 89%, un noņemšanas efektivitāte ir vislabākā, kas ir par 61% augstāks nekā HPMC filmas bez AOB. Ūdens šķīdība ir arī ievērojami uzlabota, un mehāniskās īpašības un optiskās īpašības ir samazinātas. Kad pievienošanas daudzums 0,03% AOB, filmas antioksidācijas efekts ir labs, un AOB/HPMC filmas antioksidācijas veiktspējas uzlabojums paplašina šī iepakojuma plēves materiāla pielietojumu pārtikas iepakojumā.