【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復合膜包裝，，尤其是涉及一種利用小麥秸稈制備cnfs/pva復合膜的方法。
技術介紹
1、隨著禁止焚燒秸稈政策繼續加強，農作物秸稈的資源化利用大有可為。
2、目前，小麥秸稈作為我國農作物秸稈的重要組成部分，其中小麥秸稈主要被進行飼料化利用，但是秸稈結構復雜，纖維素等含量較高，因此，動物消化過慢，從而降低了秸稈能量的轉化效率。為了高值化利用小麥秸稈資源，減少小麥秸稈不完全降解帶來的環境污染問題，對小麥秸稈資源化利用的研究意義重大。
3、納米纖維素一方面具有和天然纖維素一樣來源廣、無毒、可生物降解等的優點，另一方面擁有納米層級材料高比表面積、小尺寸效應、高反應活性等的特性，因此納米纖維素在復合材料制備、制漿造紙、食品工業和生物醫藥等領域具有極高價值與應用前景。
技術實現思路
1、針對現有技術存在的上述問題，本專利技術申請提供了一種利用小麥秸稈制備cnfs/pva復合膜的方法。本專利技術制備的復合膜的物理強度與疏水性能高于純pva膜材料，能夠擴大cnfs/pva復合膜的應用領域。
2、本專利技術的技術方案如下：
3、本專利技術的第一個目的是提供一種利用小麥秸稈制備cnfs/pva復合膜的方法，所述方法包括如下步驟：
4、(1)將小麥秸稈粉末加入去離子水中，進行水熱法預處理，制得紙漿原料；
5、(2)將步驟(1)制得的紙漿原料，加入混合酶溶液中，酶解后的產品經過漂白后烘干，制得成品紙漿；混合酶由果膠酶、木
6、(3)將步驟(2)制得的成品紙漿經過生物酶酶解、超聲波分散破碎，制得納米纖維素(cnfs)；
7、(4)將步驟(3)制得的納米纖維素與聚乙烯醇(pva)水溶液混合，室溫攪拌均勻，之后成型、干燥，制得所述cnfs/pva復合膜。
8、在本專利技術的一個實施例中，步驟(1)中，水熱法預處理的方法為：將小麥秸稈粉末與去離子水按照1:5-20g·ml-1的固液比混合，之后在50-90℃下反應1-8h。
9、優選地，小麥秸稈粉末與去離子水的固液比為1:5g·ml-1。
10、優選地，反應條件為：70℃下3h。
11、在本專利技術的一個實施例中，水熱法預處理的反應溫度通過恒溫振蕩水槽調整。
12、在本專利技術的一個實施例中，步驟(2)中，相對于反應底物，果膠酶酶用量50-250u·g-1、木聚糖酶酶用量40-140u·g-1、纖維素酶酶用量20-70u·g-1。
13、優選地，果膠酶酶用量75u·g-1、木聚糖酶酶用量100u·g-1、纖維素酶酶用量50u·g-1。
14、在本專利技術的一個實施例中，果膠酶為寧夏夏盛酶生物有限公司的s3100；木聚糖酶為寧夏夏盛酶生物有限公司的sx25；與纖維素酶為寧夏夏盛酶生物有限公司的sc60。
15、在本專利技術的一個實施例中，步驟(2)中，酶解反應的ph為4-9、反應溫度為45-85℃、反應時間為20-120min。
16、優選地，反應ph為5、反應溫度為55℃、反應時間為80min。
17、在本專利技術的一個實施例中，步驟(2)中，酶解反應時通過na?hpo、nah?po或h2so4調節ph。
18、在本專利技術的一個實施例中，步驟(2)中，所述漂白過程為：酶解后的產品中加入氫氧化鈉和蒽醌，之后置于150-170℃下反應30-120min。
19、優選地，165℃下反應60min。
20、在本專利技術的一個實施例中，步驟(2)中，氫氧化鈉的用量為酶解后的產品質量的4-16％；蒽醌的用量為酶解后的產品質量的0.05-0.1％。
21、優選地，氫氧化鈉的用量為酶解后的產品質量的4％；蒽醌的用量為酶解后的產品質量的0.05％。
22、在本專利技術的一個實施例中，步驟(3)中，相對于反應底物，生物酶由纖維素酶和木聚糖酶組成；纖維素酶酶用量50-450u·g-1、木聚糖酶酶用量50-450u·g-1。
23、優選地，纖維素酶酶用量450u·g-1、木聚糖酶酶用量50u·g-1。
24、在本專利技術的一個實施例中，步驟(3)中，生物酶酶解溫度為50-65℃，時間為3-24h；超聲波分散破碎的功率為600-900w，時間為30-120min。
25、在本專利技術的一個實施例中，步驟(3)中，超聲結束后采用分離純化，離心機轉速為3000rpm，離心時間為15min。
26、在本專利技術的一個實施例中，步驟(4)中，pva溶液濃度為14％，cnfs在復合膜溶液中的質量比分別為1-9％。
27、在本專利技術的一個實施例中，所述攪拌為磁力攪拌。
28、在本專利技術的一個實施例中，步驟(4)中，納米纖維素與聚乙烯醇水溶液混合，攪拌形成均相溶液體系，在平整的玻璃板上澆鑄成型。
29、本專利技術的第二個目的是提供一種基于小麥秸稈的cnfs/pva復合膜材料。
30、本專利技術的第三個目的是提供一種所述cnfs/pva復合膜材料的應用，復合膜在耐溶劑性、保香氣性、阻隔油脂小分子等方面具有獨特優勢，因此cnfs/pva復合膜作為綠色環保薄膜被廣泛應用于食品、紡織、醫療等行業的包裝領域。
31、本專利技術有益的技術效果在于：
32、本專利技術使用果膠酶可以直接作用于植物細胞壁間質和成分，作為生物催化劑降解果膠物質，用于降解紙漿中的膠粘物質，減少陽離子聚合物消耗；纖維素酶可以作用于小麥纖維結晶區與非結晶區，適量的使用纖維素酶可以去除細小纖維組分，促進分絲帚化同時提高打漿度，然而隨著纖維素酶使用量的增加，可能會使大量長纖維被切割成短小纖維，為確定制漿過程中適宜的纖維素酶使用量，對不同纖維素酶酶用量反應后樣品組分含量進行分析；木聚糖酶可以用于脫除木素，提高漿料得率。
33、本專利技術以小麥秸稈紙漿為原料，通過生物酶法(纖維素酶sc60，木聚糖酶sx25，夏盛酶生物有限公司)耦合超聲波分散破碎法制備納米纖維素(cnfs)，在生產過程中減少了化學藥劑的使用量，做到了綠色生產，制得納米纖維素(cnfs)的平均粒徑143.34nm，以纖維素ⅰ型晶體為主的cnfs，cnfs制備過程中產生羧基含量為0.71mol·l-1；通過與聚乙烯醇(pva)共混制備復合膜，提升其疏水性，擴大cnfs/pva復合膜在粘合劑、食品、紡織、醫療及包裝品等行業的應用范圍。
34、本專利技術cnfs制備過程中，纖維素酶作用于樣品纖維素的無定形區和表面，降解了部分無定形纖維素，提高了結晶度。纖維素的纖維強度和硬度會隨著結晶度指數的增加而增強，因此在復合材料中添加cnfs能顯著提高楊氏模量等材料性能。cnfs制備過程中產生羧基含量為0.71mol·l-1，提高了cnfs與pva間的相容性。
35、本專利技術制備方法所制得的cnfs/pva復合膜材料物理性能優異，具備較大的拉伸強度(71mpa)，這可本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種利用小麥秸稈制備CNFs/PVA復合膜的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，水熱法預處理的方法為：將小麥秸稈粉末與去離子水按照1:5-20g·ml-1的固液比混合，之后在50-90℃下反應1-8h。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，果膠酶酶用量50-250U·g-1、木聚糖酶酶用量40-140U·g-1、纖維素酶酶用量20-70U·g-1。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，酶解反應的pH為4-9、反應溫度為45-85℃、反應時間為20-120min。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述漂白過程為：酶解后的產品中加入氫氧化鈉和蒽醌，之后置于150-170℃下反應30-120min。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，生物酶由纖維素酶和木聚糖酶組成；纖維素酶酶用量50-450U·g-1、木聚糖酶酶用量50-450U·g-1。
7.根據權利要求1所述的
8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)中，PVA水溶液濃度為14wt％，CNFs在復合膜溶液中的質量比分別為1-9％。
9.權利要求1-8中任一項所述方法制備得到的CNFs/PVA復合膜材料。
10.一種權利要求9所的CNFs/PVA復合膜材料的應用，其特征在于，用于包裝領域。
...【技術特征摘要】
1.一種利用小麥秸稈制備cnfs/pva復合膜的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，水熱法預處理的方法為：將小麥秸稈粉末與去離子水按照1:5-20g·ml-1的固液比混合，之后在50-90℃下反應1-8h。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，果膠酶酶用量50-250u·g-1、木聚糖酶酶用量40-140u·g-1、纖維素酶酶用量20-70u·g-1。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，酶解反應的ph為4-9、反應溫度為45-85℃、反應時間為20-120min。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述漂白過程為：酶解后的產品中加入氫氧化鈉和蒽醌，之后置于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：肖小蘭，傅鑫坤，阮文權，
申請(專利權)人：江蘇集萃未來食品技術研究所有限公司，
類型：發明
國別省市：
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