Page 67 - 《精细化工》2022年第12期

第 12 期 黄依然，等: 添加剂改性玉米醇溶蛋白复合膜的制备与表征 ·2433·

质量分数为 10%的 Zein 溶液（以体积分数为 75%的 （L）按公式（2）计算膜的断裂伸长率：
乙醇溶液为溶剂，水浴 15 min，60 ℃）。将 Zein 溶 L
E /%   100 （2）
液与 CS 溶液按质量比 1∶2 混合均匀后，加入不同 L 0
质量的复合添加剂〔m（甘油）∶m（PEG 400）=1∶ 式中：E 为断裂伸长率，%；L 为膜断裂时最大拉力
1〕和占 Zein/CS 膜液（不含复合添加剂和吐温 80， 对应的位移量，cm；L 0 为夹头相对距离，cm。
下同）质量 0.5%的吐温 80，磁力搅拌 30 min，取 1.3.3 颜色特性测试
20 g 混合完成的膜液倒入直径为 12 cm 的一次性塑 用色差仪测定薄膜的颜色。在每个胶片样品中
料平皿中，流延铺平，并于 30 ℃烘箱内干燥 24 h。 随机选择 3 个点，测量并记录 L*（亮度/亮度）、a*
其中，复合添加剂的添加量分别为 0、0.5%、1.0%、 （红色/绿色）、b*（黄色/蓝色）值和 ΔE 值（总色
1.5%、2.0%（以 Zein/CS 膜液质量计，下同），并设 差值） [28] 。
置只添加单一添加剂 1.5% 甘油、1.5% PEG 400 的 1.3.4 透过率测定
对照组，依次命名为 ZC-0、ZC-0.5、ZC-1.0、ZC-1.5、 使用紫外分光光度计在 600 nm 处测定薄膜的
ZC-2.0、ZC-G、ZC-P。取出薄膜，并置于恒温恒湿 吸光度，并按照 ZHAO 等 [29] 的方法测定膜的不透明
箱内 25 ℃，50%RH 平衡 48 h。 度。将被测薄膜裁成 30 mm×10 mm 小条，然后置
Zein/CS/Cur 复合膜的制备：配制 30 mL 质量分 于紫外分光光度计中进行测定。使用空比色皿作为
数为 10%的 Zein 溶液（以体积分数为 75%的乙醇溶 空白对照，根据公式（3）计算不透明度（a.u./mm）：
液为溶剂，水浴 15 min，60 ℃），冷却后加入一定 A
不透明度  600 （3）
量的 Cur（10、30 mg）磁力搅拌 2 h，并冷藏过夜。 d
再配制 60 mL 质量分数为 2%的 CS 溶液（以质量分数 式中：A 600 为膜在 600 nm 处的吸光度，a.u.；d 为膜
为 2%的乙酸水溶液为溶剂）。将 Zein 溶液与 CS 溶液 的厚度，mm。
混合均匀后，再加入占 Zein/CS 膜液质量 1.5%的复合 1.3.5 水蒸气透过率测定
添加剂〔m（甘油）∶m（聚乙二醇 400）=1∶1〕和 测定前先将膜在相对湿度 75%的环境下平衡
占 Zein/CS 膜液质量 0.5%的吐温 80，磁力搅拌 30 min， 2 h，然后将薄膜单独密封在装有蒸馏水（100%RH，
3
取 20 g 混合完成的膜液倒入直径为 12 cm 的一次性 20 ℃水蒸气压力 2.337×10 Pa）的玻璃杯顶部。然
塑料平皿中，流延铺平，并于 30 ℃烘箱内干燥 24 h。 后将玻璃杯放入 20 ℃的干燥塔（1.5%RH，水蒸气
依次命名为 Zein/CS/Cur 1.0、Zein/CS/Cur 3.0。 压力为 28.044 Pa）中，在干燥塔中放入干硅胶。每
1.3 膜的性能测试与结构表征 隔 8 h 记录玻璃杯的质量变化，持续 3 d [30] 。水蒸气
2
1.3.1 厚度测定 透过率〔WVP，g·m/(m ·s·Pa)〕按式（4）计算：

参照 GB/T 6672—2001《塑料薄膜和薄片 厚度 WVP  mL （4）
测定 机械测量法》测定。取平整、无破损且厚度较 A t p
均匀的膜样，裁成 30 mm×10 mm 的长条，用测厚 式中：m 为透过膜的水分的质量，g；L 为膜的厚度，
2
规测量长条的厚度，精度为 0.001 mm，取 5 个点进 m；A 为膜面积，m ；t 为水分透过时间，s；Δp 为
行测量，求平均值。 膜两侧水分蒸气压，Pa。
1.3.2 机械性能测试 1.3.6 水接触角测定
参照 GB/T 1040.3—2006《塑料 拉伸性能的测 包装材料的疏水性质可通过薄膜的水接触角评
定 第 3 部分：薄膜和薄片的试验条件》测定膜的拉 价。将约 10 μL 水滴加到薄膜表面，通过接触角测
伸性能。选取平整、无破损的膜样，裁成 60 mm× 量仪测量接触角 [31] 。
10 mm 的长条，然后垂直平整地固定于质构仪夹持 1.3.7 FTIR 测试
探头上，设置参数：返回距离为 40 mm，速度为 测定含有单一及复合添加剂的 Zein/CS 薄膜的
100 mm/min。取试样条中间断裂的实验为有效实验， FTIR 谱图。将薄膜裁成 20 mm×20 mm 大小，置于
记录最大拉力以及位移量，每个试样做 3 个平行组， 放有变色硅胶的干燥塔中平衡 48 h。采用 ATR 法，
取其算术平均值。拉伸强度（TS）按式（1）计算： 用红外光谱仪对复合膜的官能团进行分析，分辨率
–1
F 为 4 cm ，扫描次数为 32 次/s，波数范围为 4000~
TS  （1） –1[32]
S 400 cm 。
式中：TS 为拉伸强度，MPa；F 为断裂时最大拉力， 1.3.8 DSC 测试
2
N；S 为试样的截面积，mm 。 将 1.5 mg 薄膜样品从 25 ℃加热至 350 ℃，升
根据测定拉伸强度时最大拉力对应的位移量 温速率为 10 ℃/min，氮气流速为 20 mL/min [33] 。