聚（己二酸/对苯二甲酸）⁃丁二醇酯基自发气调薄膜的性能研究及应用

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.06.005

中国塑料 ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (6): 31-38.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2024.06.005

聚（己二酸/对苯二甲酸）⁃丁二醇酯基自发气调薄膜的性能研究及应用

周紫怡¹(), 王洋样¹^,², 孙滔¹, 蒋伟¹, 董同力嘎¹, 云雪艳¹()

^1.内蒙古农业大学食品科学与工程学院，呼和浩特 010020
^2.呼和浩特市回民区疾病预防控制中心，呼和浩特 010030

收稿日期:2023-10-25 出版日期:2024-06-26 发布日期:2024-06-20
通讯作者: 云雪艳，副教授，主要从事食品包装与安全控制技术研究，yun_imau@163.com
E-mail:943273853@qq.com;yun_imau@163.com
作者简介:周紫怡，在读硕士研究生，943273853@qq.com
基金资助:
国家自然科学基金(52163012);内蒙古自治区草原英才工程青年创新创业人才项目(2020);内蒙古农业大学杰出优秀青年科学基金项目(2017XQG?4)

Properties and applications of poly（butylene adipate⁃co⁃terephthalate）⁃based self⁃regulating gas film

ZHOU Ziyi¹(), WANG Yangyang¹^,², SUN Tao¹, JIANG Wei¹, DONG Tungalag¹, YUN Xunyan¹()

^1.College of Food Science and Engineering，Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010020，China
^2.Huimin District Center for Disease Control and Prevention，Hohhot 010030，China

Received:2023-10-25 Online:2024-06-26 Published:2024-06-20
Contact: YUN Xunyan E-mail:943273853@qq.com;yun_imau@163.com

摘要/Abstract

摘要：

采用熔融共混法将聚（己二酸/对苯二甲酸）⁃丁二醇酯（PBAT）和聚（L⁃乳酸⁃衣康酸丁二醇酯）（PLBI）通过双螺杆挤出机制备了不同共混比例的薄膜，分析了不同PLBI添加量对PBAT薄膜气体透过性能及力学性能的影响，进一步结合材料的气体透过性和草莓的呼吸特性，对草莓进行气调包装（MAP）系统设计，并应用于其自发气调保鲜实验。结果表明，PLBI添加量为15 %时，共混薄膜仍旧保持较好的力学性能，通过对共混比例的调控，将PBAT的CO₂/O₂透过比（CDP/OP）从10.57降低至3~7左右，同时提高了材料的保水性，使得该材料更适用于气调果蔬包装，应用于草莓自发气调保鲜实验，低温储藏下将草莓的货架期延长至21d。

关键词: 聚（己二酸/对苯二甲酸）?丁二醇酯, 聚（L?乳酸?衣康酸丁二醇酯）, 自发气调, 力学性能, 货架期

Abstract:

A type of blending films based on poly（butylene adipate⁃co⁃terephthalate）（PBAT） and poly（lactic⁃co⁃butanediol itaconate）（PLBI） were prepared at different mass ratios through melt extrusion using a twin⁃screw extruder. The effect of PLBI content on the thermal performance， mechanical properties， and gas permeability of the blending films was investigated. The modified atmosphere packaging （MAP） system was designed on the basis of the gas permeability of material and the respiratory characteristics of strawberry. This MAP system was used for a strawberry⁃preserving experiment. The results indicated that the blended films achieved favorable mechanical properties at a PLBI content of 15 wt%. Through adjusting the blending ratio， the CO₂/O₂ penetration ratio of the blending films was reduced from 10.57 to about 3~7. Simultaneously， the water retention capacity of the blending films was enhanced. This makes the blending films more suitable for air⁃adjusted fruit and vegetable packaging. This packaging system can be used to extend the shelf life of strawberries up to 21 days under low⁃temperature storage conditions.

Key words: poly（butylene adipate terephthalate）, poly （lactic?butanediol itaconate）, modified atmosphere storage, mechanical property, shelf life

中图分类号:

TQ320.72⁺1

周紫怡, 王洋样, 孙滔, 蒋伟, 董同力嘎, 云雪艳. 聚（己二酸/对苯二甲酸）⁃丁二醇酯基自发气调薄膜的性能研究及应用[J]. 中国塑料, 2024, 38(6): 31-38.

ZHOU Ziyi, WANG Yangyang, SUN Tao, JIANG Wei, DONG Tungalag, YUN Xunyan. Properties and applications of poly（butylene adipate⁃co⁃terephthalate）⁃based self⁃regulating gas film[J]. China Plastics, 2024, 38(6): 31-38.

图/表 13

参考文献 18

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评价项目	评价标准
评价项目	9. 1~10	7.1~9	5.1~7	3.1~5	1~3
色泽	明亮鲜红	亮度降低	颜色加深	颜色暗淡	颜色深红
新鲜度	可销售	无褐变轻微脱水	轻微褐变轻微脱水	出现褐斑脱水严重	褐变加重严重萎蔫
质地	硬挺富有弹性	硬度下降弹性减弱	稍微发软弹性减弱	变软弹性变差	很软无弹性
气味	果香浓郁无异味	有香味无异味	香味较淡基本无异味	香味减淡略带异味	香味消失有异味

评价项目	评价标准
评价项目	9. 1~10	7.1~9	5.1~7	3.1~5	1~3
色泽	明亮鲜红	亮度降低	颜色加深	颜色暗淡	颜色深红
新鲜度	可销售	无褐变轻微脱水	轻微褐变轻微脱水	出现褐斑脱水严重	褐变加重严重萎蔫
质地	硬挺富有弹性	硬度下降弹性减弱	稍微发软弹性减弱	变软弹性变差	很软无弹性
气味	果香浓郁无异味	有香味无异味	香味较淡基本无异味	香味减淡略带异味	香味消失有异味

样品	PBAT	PLBI	PLLA		T_m1^（a）/℃	H_m1^（a）/ J·g^-1
样品	T_g^（b）/℃	T_g^（b）/℃	T_c^（c）/℃	H_c^（c）/ J·g^-1	T_m1^（a）/℃	H_m1^（a）/ J·g^-1
PBAT	-29.23	-	-	-	122.83	16.34
5 %PLBI	-31.28	53.23	72.89	1.00	122.66	17.34
10 %PLBI	-31.75	53.60	76.40	3.02	124.26	14.56
15 %PLBI	-24.21	49.49	72.46	4.14	123.53	18.23

样品	PBAT	PLBI	PLLA		T_m1^（a）/℃	H_m1^（a）/ J·g^-1
样品	T_g^（b）/℃	T_g^（b）/℃	T_c^（c）/℃	H_c^（c）/ J·g^-1	T_m1^（a）/℃	H_m1^（a）/ J·g^-1
PBAT	-29.23	-	-	-	122.83	16.34
5 %PLBI	-31.28	53.23	72.89	1.00	122.66	17.34
10 %PLBI	-31.75	53.60	76.40	3.02	124.26	14.56
15 %PLBI	-24.21	49.49	72.46	4.14	123.53	18.23

样品	厚度/μm	断裂伸长率/%	拉伸强度/MPa	弹性模量/MPa
PBAT	42.0	360.1±25.6^c	23.3±2.4^a	74.23±0.8^b
PBAT/PLBI 5%	43.2	720.3±44.4^a	17.2±1.8^b	62.87±5.7^d
PBAT/PLBI 10%	44.2	548.3±37.9^b	15.7±1.2^c	70.80±4.4^c
PBAT/PLBI 15%	43.8	125.8±18.2^d	11.3±1.4^d	93.94±4.9^a

聚（己二酸/对苯二甲酸）⁃丁二醇酯基自发气调薄膜的性能研究及应用

Properties and applications of poly（butylene adipate⁃co⁃terephthalate）⁃based self⁃regulating gas film

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样品名称	厚度 /μm	OTR /cm³·m^-2·d^-1	OP /×10^-7cm³·m·m^-2·d^-1·Pa^-1	CDTR /cm³·m^-2·d^-1	CDP /×10^-7cm³·m·m^-2·d^-1·Pa^-1	CDP/OP
PBAT	43.03	521.43±22.92^c	2.22±0.11^c	5 511.64±395.57^a	23.41±1.74^a	10.57±0.29
PBAT/5 %PLBI	42.61	865.85±109.81^b	3.63±0.36^b	3 428.57±427.21^c	14.38±1.39^c	3.93±0.06
PBAT/10 %PLBI	42.00	1 019.35±61.66^a	4.22±0.17^a	4 763.65±294.38^b	19.73±0.88^b	4.67±0.06
PBAT/15 %PLBI	41.13	334.85±11.69^d	1.36±0.05^d	2 626.36±78.11^d	10.66±0.32^d	7.87±0.06

样品名称	试验温度 /℃	实验湿度 /%RH	厚度 /μm	WVTR水蒸气透过率 /g·m^-2·d^-1	WVP水蒸气透过系数 /×10^-13g·cm·cm^-2·s^-1·Pa^-1
PBAT	23	90	40.2	112.53±3.79^a	2.23±0.07^a
PBAT/PLBI 5%	23	90	42.0	99.57±0.97^b	1.97±0.03^b
PBAT/PLBI 10%	23	90	41.5	84.78±1.08^c	1.62±0.04^c
PBAT/PLBI 15%	23	90	41.8	79.26±1.84^d	1.52±0.02^d

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