一种兼具紫外屏蔽与蓝光阻隔功能的淀粉基复合材料及其制备方法

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种兼具紫外屏蔽与蓝光阻隔功能的淀粉基复合材料及其制备方法。

背景技术

淀粉是一种天然高分子化合物，也是世界上最有效的天然可降解材料之一。由于淀粉的丰富性、廉价性、生物降解性和无毒特性，食品和非食品行业对淀粉的使用表现出兴趣。为了使淀粉具有类似石油基聚合物的可塑性，通常在淀粉中添加增塑剂，从而得到热塑性淀粉。然而，热塑性淀粉易于吸湿且韧性较差，同时并不具备紫外线屏蔽性能和高能短波蓝光阻隔性能，这不利于其在防护领域或食品包装领域的应用。因而，改善热塑性淀粉基材料的紫外线屏蔽性能、高能短波蓝光阻隔性能、韧性，拓宽其应用领域具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，以热塑性淀粉为基料、松香酸钠为填料，提供一种兼具紫外屏蔽与蓝光阻隔功能的淀粉基复合材料及其制备方法，该复合材料具有优异的紫外线屏蔽性能、高能短波蓝光阻隔性、韧性、荧光性以及低的吸湿性，且制备工艺简单环保，成本低廉，适于放大生产。

为了达到上述目的，本发明的技术解决方案是：一种兼具紫外屏蔽与蓝光阻隔功能的淀粉基复合材料及其制备方法，具体包括以下步骤：

(1)将淀粉与增塑剂加入到去离子水中，在室温下搅拌，再加热搅拌溶解，得到淀粉溶液，备用；

(2)将松香酸钠分散于去离子水中，搅拌混合均匀，得到松香酸钠溶液，备用；

(3)将步骤(2)所得的松香酸钠溶液加入到步骤(1)所得的淀粉溶液中，并加热搅拌，得到均匀的成膜液，将成膜液浇注到有机玻璃皿上，在恒温真空烘箱中干燥，即得到兼具紫外屏蔽与蓝光阻隔功能的淀粉基复合材料。

优选的是，步骤(1)中所述淀粉为阳离子淀粉、增塑剂为甘油，淀粉、增塑剂、去离子水的质量份数分别为90份、10份、1600份，在室温下搅拌时间为30min，加热搅拌溶解的温度为85℃、时间为1h。

优选的是，步骤(2)中所述松香酸钠、去离子水的质量份数分别为3～9份、1200份。

优选的是，步骤(3)中所述加热搅拌的温度为85℃、时间为1h，干燥温度为50℃、干燥时间为24h。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

本发明所制备得到的淀粉基复合材料具有优异的紫外线屏蔽性能、高能短波蓝光阻隔性、韧性、荧光性以及低的吸湿性，且制备工艺简单环保，成本低廉，适于放大生产。

具体实施方式

为了更好地解释本发明，下面结合具体实施例对本发明进一步详细解释，但本发明的实施方式不限于此。在下述具体实施例和对比例配方、制备步骤中，所述淀粉均为阳离子淀粉，购自于东莞东美食品有限公司；丙三醇(甘油)是由西陇科学股份有限公司提供的分析纯级试剂。

实施例1

(1)将90质量份的淀粉与10质量份的甘油加入到1600质量份的去离子水中，在室温下搅拌30min，再加热至85℃、搅拌溶解1h，得到淀粉溶液，备用；

(2)将3质量份的松香酸钠分散于1200质量份的去离子水中，搅拌混合均匀，得到松香酸钠溶液，备用；

(3)将步骤(2)所得的松香酸钠溶液加入到步骤(1)所得的淀粉溶液中，并加热至85℃、搅拌1h，得到均匀的成膜液，将成膜液浇注到有机玻璃皿上，在50℃的恒温真空烘箱中干燥24h，即得到兼具紫外屏蔽与蓝光阻隔功能的淀粉基复合材料。

实施例2

(1)将90质量份的淀粉与10质量份的甘油加入到1600质量份的去离子水中，在室温下搅拌30min，再加热至85℃、搅拌溶解1h，得到淀粉溶液，备用；

(2)将6质量份的松香酸钠分散于1200质量份的去离子水中，搅拌混合均匀，得到松香酸钠溶液，备用；

(3)将步骤(2)所得的松香酸钠溶液加入到步骤(1)所得的淀粉溶液中，并加热至85℃、搅拌1h，得到均匀的成膜液，将成膜液浇注到有机玻璃皿上，在50℃的恒温真空烘箱中干燥24h，即得到兼具紫外屏蔽与蓝光阻隔功能的淀粉基复合材料。

实施例3

(1)将90质量份的淀粉与10质量份的甘油加入到1600质量份的去离子水中，在室温下搅拌30min，再加热至85℃、搅拌溶解1h，得到淀粉溶液，备用；

(2)将9质量份的松香酸钠分散于1200质量份的去离子水中，搅拌混合均匀，得到松香酸钠溶液，备用；

(3)将步骤(2)所得的松香酸钠溶液加入到步骤(1)所得的淀粉溶液中，并加热至85℃、搅拌1h，得到均匀的成膜液，将成膜液浇注到有机玻璃皿上，在50℃的恒温真空烘箱中干燥24h，即得到兼具紫外屏蔽与蓝光阻隔功能的淀粉基复合材料。

对比例1

作为以上各个实施例的对比标准，本发明提供在不含有松香酸钠的情况下所制备的热塑性淀粉材料，包括如下步骤：

(1)将90份淀粉与10份甘油加入到1600份去离子水中，在室温下搅拌30min，再加热至85℃、搅拌溶解1h，得到淀粉溶液，备用；

(2)向步骤(1)所得的淀粉溶液中加入1200份去离子水，并在85℃下搅拌1h，得到均匀的成膜液；

(3)将步骤(2)中的成膜液浇注到有机玻璃皿上，在50℃的真空烘箱中干燥24h，即得到热塑性淀粉材料。

结构与性能测试：

对上述对比例制备得到的热塑性淀粉膜材料和实施例制备得到的淀粉基复合膜材料进行性能测试，其中紫外可见性能采用紫外分光光度计(TU-1901，北京普析通用仪器有限责任公司)测试，并参照GB/T18830-2009计算紫外线(UVA、UVB与UVC)平均透过率；荧光性能采用日立荧光分光光度计(F-7000FL)测试，并用395nm的激发波长激发样品。

吸湿性实验方法如下：

将尺寸为20mm×20mm×0.1mm的膜样品置于105℃的真空干燥箱中，干燥3h后，称量膜样品的质量(记为M

上述性能测试数据如表1所示。

表1性能测试数据

由表1可以看出，本发明制备得到的淀粉基复合材料具有优异的紫外线屏蔽性能、高能短波蓝光阻隔性、韧性、荧光性以及低的吸湿性，拓展了淀粉基复合材料的应用领域。

本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。