纳米SiO2及蜂蜡改性聚偏二氯乙烯基膜材料的制备及性能研究

梁艳文,严文静,赵见营,强 敏,韩祥云,章建浩,*

(1.国家肉品质量与安全控制工程技术研究中心,江苏省肉类生产与加工质量安全控制协同创新中心,南京农业大学食品科技学院,江苏南京 210095;2.江苏中农生物科技有限公司,江苏南京 210095;3.镇江市产品质量监督检验中心,江苏镇江 212132;4.邹平县综合检验检测中心,山东滨州 256200)

纳米SiO2及蜂蜡改性聚偏二氯乙烯基膜材料的制备及性能研究

梁艳文1,2,严文静1,赵见营1,2,强 敏3,韩祥云4,章建浩1,2,*

(1.国家肉品质量与安全控制工程技术研究中心,江苏省肉类生产
与加工质量安全控制协同创新中心,南京农业大学食品科技学院,江苏南京 210095;2.江苏中农生物科技有限公司,江苏南京 210095;3.镇江市产品质量监督检验中心,江苏镇江 212132;4.邹平县综合检验检测中心,山东滨州 256200)

为了提高聚偏二氯乙烯(PVDC)的成膜阻水性能及其成膜机械性能,以十二烷基硫酸钠(SDS)修饰纳米SiO2并结合蜂蜡改性PVDC材料。结果表明,当SiO2/SDS配比为0.81时,纳米SiO2水溶液具有最好的稳定性,并且当纳米SiO2添加量为0.12 g/100 mL、蜂蜡添加量为0.45 g/100 mL时,对PVDC有最好的改性效果,具体表现为:改性后的PVDC乳液粘度及成膜透光率显著(p<0.05)降低,并且成膜机械性能显著(p<0.05)增加;扫面电镜结果显示,通过改性的PVDC成膜后分子空隙明显减少,成膜阻隔性明显增加。因此,纳米SiO2及蜂蜡改性PVDC可以提高其成膜机械性能、阻隔性,以便更好地应用于食品涂膜保鲜中。

聚偏二氯乙烯,蜂蜡,纳米SiO2,改性,结构表征

聚偏二氯乙烯(polyvinylidene chloride,PVDC)为偏二氯乙烯和氯乙烯形成的共聚物,是一种无毒、无刺激气味,且安全可靠的高阻隔性包装材料[1-2]。目前,PVDC被广泛用于包装肉制品[3]、休闲食品[4]、茶叶[5]、蛋制品[6]等不同食品领域中。伴随着PVDC在食品行业中的应用,其固有的使用缺陷也逐渐凸显,例如乳液粘稠、起泡、不均匀、不耐热,成膜变黄、粘着性差、成膜厚度不均等[7-8];因此,PVDC乳液或成膜改性已经成为国内外研究的热点。Jomekian等[9]利用PEO-MCM-41改性PVDC,提高了PVDC膜的机械性能;Bhaskar等[10]在PVDC加工过程中加入EVA,通过延长其加工周期的同时,降低了乳液的粘度,从而增加其流动性。

纳米SiO2具有亲水性高、耐高温、高韧性、高强度以及红外吸收等特性,在许多材料领域得到广泛应用,近年来利用纳米材料改性膜包装材料已引起了许多研究者的关注[11-12]。纳米SiO2可以与很多高分子聚合物结合制备纳米复合材料,从而提高聚合物的韧性、阻隔性、耐热性[13]。雷艳雄等[14]通过纳米SiO2改性PVA基复合涂膜包装材料提高成膜阻湿性能;Rong M Z等[15]通过纳米SiO2改性聚苯乙烯薄膜材料降低其透水性;但是,利用纳米SiO2对PVDC基包装材料进行改性的研究还未见报道。蜂蜡是一种具有疏水性的天然脂类物质,含有大量的短链烷烃、饱和脂类等成分,原料无异味并且不易被氧化,是一种良好的疏水性食品包装材料[16-17]。但是,对于蜂蜡改性PVDC乳液的研究也未见报道。因此,本研究通过表面修饰剂修饰纳米SiO2,以提高其水溶液分散性,并结合蜂蜡改性PVDC乳液;通过研究改性PVDC乳液的流动性、机械性能及结构表征,确定PVDC改性的可行性,以期为PVDC在食品包装保鲜中的应用提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

纳米SiO2(纯度99.7%,平均粒径7～30 nm) 阿拉丁试剂(上海)有限公司;蜂蜡 蓝田县颐蜂堂生态蜜蜂园有限公司;清洁鸡蛋 高邮市红太阳食品有限公司;司盘80、十二烷基硫酸钠(SDS)、氢氧化钠、三氯乙烷、对苯二酚、辛基酚聚氧乙烯基醚、十二烷基苯磺酸钠、亚硫酸氢钠、过硫酸钾、丙烯酸甲酯等生化试剂 均购自国药集团化学试剂有限公司。

85-2型恒温磁力加热搅拌器 常州国华电器公司;CTHI-250型恒温恒湿箱 上海施都凯仪器有限公司;AUY120型电子天平、UV2600型 UV-VIS分光光度计 日本岛津公司;KQ-400KDB超声仪 上海瑞胜仪器仪表有限公司;Nano-ZS型纳米粒度与电位分析仪 英国马尔文仪器公司;HP8183型电吹风 荷兰皇家飞利浦公司;COF10/4-W型磁力偶合式聚合釜 威海汇鑫化工机械有限公司;HH-4型数显恒温水浴锅 上海和晟仪器科技有限公司;2XZ-4型旋片式真空泵 上海创精泵阀制造有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 十二烷基硫酸钠(SDS)修饰纳米SiO2水溶液

1.2.1.1 不同分散体系纳米SiO2液面静置高度变化 准确称取SDS 0.200 g于(20±2) ℃条件下溶解于100 mL蒸馏水中,向水溶液中按照不同SiO2/SDS质量比为0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3、1.5加入纳米SiO2,1000 r/min搅拌30 min后采用200 W超声分散20 min,最后将不同溶液置于100 mL具塞量筒中,分别记录溶液在(20±2) ℃条件下分散体系静置1、2、4、8、12、16、20 d时纳米SiO2液面的高度。

1.2.1.2 不同分散体系纳米SiO2粒径分布分析 对上述不同分散体系纳米SiO2,在静置20 d后采用激光纳米粒度仪测定纳米SiO2水分散液中的纳米粒子直径。

1.2.2 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC基涂膜液及成膜工艺

1.2.2.1 PVDC乳胶液的合成 将440.0 g 12%(m/m)的氢氧化钠溶液加入到三口烧瓶中,然后加入130.0 g的三氯乙烷和0.5 g对苯二酚,65 ℃条件下,通氮气搅拌使其反应,两次蒸馏产物后收集31～33 ℃的馏分,即为偏氯乙烯单体。向磁力耦合式聚合釜中加入150.0 g蒸馏水,1.0 g辛基酚聚氧乙烯基醚、2.5 g十二烷基苯磺酸钠、0.2 g亚硫酸氢钠和0.5 g过硫酸钾,抽真空后加入10.0 g丙烯酸甲酯以及90.0 g偏氯乙烯单体,充入氮气至常压[6]。

1.2.2.2 蜂蜡-纳米SiO2分散体系 固定SiO2/SDS质量比为0.7∶1,根据1.2.1制得所需的纳米SiO2水溶液100 mL,加热至90 ℃,然后加入90 ℃的质量比为1∶3的司盘-80与蜂蜡混合液,于90 ℃、1000 r/min搅拌30 min,直至蜂蜡完全被乳化形成稳定的分散体系,冷却至(20±2) ℃备用。

1.2.2.3 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC 将上述两种溶液按照质量比为1∶1混合,(20±2) ℃条件下,1000 r/min搅拌25 min即为改后性的PVDC涂膜液,然后利用溶液插层-流延成膜法[18]制备改性后的PVDC复合膜。

1.2.3 清洁鸡蛋涂膜处理方法 将清洁鸡蛋浸没于所需的不同PVDC基涂膜液的中,于(20±2) ℃浸泡10 s后捞出并吹干,确定涂改性PVDC的涂膜性能。

1.2.4 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC成膜单因素实验

1.2.4.1 不同纳米SiO2添加量对PVDC成膜透湿率及涂膜稳定性的影响 固定蜂蜡添加量为0.5 g/100 mL,纳米SiO2添加量分别为0、0.03、0.05、0.1、0.12、0.15、0.2、0.3、0.5 g/100 mL时,按照工艺1.2.2制备蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC,并根据1.2.3进行清洁鸡蛋涂膜,分析不同纳米SiO2添加量对PVDC成膜透湿率及清洁鸡蛋涂膜感官评价的影响。

1.2.4.2 不同蜂蜡添加量对PVDC成膜透湿率及涂膜稳定性的影响 固定纳米SiO2添加量为0.1 g/100 mL,蜂蜡添加量分别为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 g/100 mL时,按照工艺1.2.2制备蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC,并根据1.2.3进行清洁鸡蛋涂膜,分析不同蜂蜡添加量对PVDC成膜透湿率及清洁鸡蛋涂膜感官评价的影响。

1.2.5 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC成膜工艺优化 根据单因素实验结果,分别以纳米SiO2添加量(X1)及蜂蜡添加量(X2)为因素,以改性后的PVDC基涂膜液的成膜透湿率及清洁鸡蛋涂膜感官评价作为响应值设计响应曲面实验,因素水平见表1。

表1 因素水平表Table 1 Table of factors and levels

1.2.6 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC基涂膜液及成膜性能分析

1.2.6.1 实验组 蜂蜡添加量为0.45 g/100 mL、纳米SiO2添加量为0.12 g/100 mL、固定SiO2/SDS质量比为0.81∶1,按照1.2.2制得改性后的PVDC基涂膜液,并分别分析改性后PVDC乳液的粘度及其成膜透光性、机械性能及结构特征。

表2 蛋壳表面成膜感官评定方法Table 2 Egg surface film forming sensory evaluation method

1.2.6.2 对照组 将水与PVDC乳液按照1∶1混合作为对照组。

1.2.7 指标测定

1.2.7.1 成膜透湿率测定(Water vapor transmission rate,WVTR) 参照ASTM E96 和GB/T1037方法,向玻璃杯中放入粒度为2 mm的无水CaCl2,CaCl2在使用前于200 ℃烘箱中干燥2 h,待冷却后添加到玻璃杯中,至杯口5 mm处为止。将均匀、无孔洞、褶皱的成膜样品测量其厚度后水平紧密固定在玻璃杯口上,称重。将称重后的玻璃杯放入38 ℃,90%RH的恒温恒湿箱中,每隔6 h称量玻璃杯的重量,依据重量随时间变化的斜率,按照公式(1)计算透湿率(g·s-1·m-2)[19]。

式(1)

式中:Δm为玻璃杯质量的增量,g;Δt为测定时间间隔,s;S为薄膜的有效面积,m2。

1.2.7.2 粘度测定 采用NDJ-79型旋转粘度计测定样品的黏度。在室温下将配制好的膜液放于旋转粘度计中,每个样品测三次并取平均值。黏度单位为Pa·s。

1.2.7.3 成膜透光性测定 将不同组的PVDC涂膜液成膜后剪切成4 cm×1 cm大小并贴于比色皿的一侧,置于紫外-可见分光光度计中,于660 nm波长下扫描成膜透光率,并以空皿做空白,扫描速率为60 nm/min。

1.2.7.4 力学性能测定 复合膜的力学性能包括拉伸强度(Tensile Strength,TS)和断裂伸长率(Elongation at Break,E)等。将SiO2/PVDC基复合膜根据GB1040-79,将其裁剪成120 mm×10 mm的横条,测量其厚度d,将处理好的样品放于KD-05型电子拉力实验机上,设定拉伸速度为60 mm/min,从实验机上读取TS和E。

1.2.7.5 表观形态 不同处理组PVDC复合膜经液氮脆断获得的断面表面镀金后利用S-4800场发射扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察断面表观形态,加速电压5.0 kV。

1.2.7.6 涂膜感官评分 清洁鸡蛋的成膜感官评定方法参考刘桂超的工艺,分别从气泡、膜液粘稠度、涂膜均匀度、吹干耗时4个指标评分[20],见表2。

1.2.8 数据统计分析 所有数据利用Microsoft Excel进行统计处理,用SAS 9.2进行ANOVA分析,不同平均值之间利用LSD法进行差异显著性检验。用Design Expert 8.0.6建立响应曲面回归方程,响应曲面实验结果利用最小二乘法进行二次多项式回归统计分析,其基本模型见式(2):

式(2)

式中:β0、βi、βii和βij代表回归系数;Xi和Xj代表不同的自变量;Y代表响应变量。

2 结果与分析

2.1 SDS修饰纳米SiO2水溶液实验

2.1.1 不同SiO2/SDS配比对SiO2液面高度的影响 表3为不同纳米SiO2/SDS配比对纳米SiO2水溶液静置过程中SiO2液面刻度的影响。实验初始时液面对应刻度均为100 mL,从表中可以看出,不同处理组中纳米SiO2水溶液的液面刻度随着静置时间的延长显著(p<0.05)降低,表明纳米材料在水溶液中不断“团聚”。另外,随着纳米SiO2/SDS配比的增加,纳米材料水溶液的液面刻度呈显著的(p<0.05)先增加后降低的趋势,并且当纳米SiO2/SDS配比为0.7～0.9时,纳米SiO2水溶液在静置过程中有最大的液面高度。

2.1.2 不同SiO2/SDS配比对纳米SiO2粒径的影响 为了进一步分析纳米SiO2水溶液的液面高度与分散性的关系,分别测定表1中不同的纳米SiO2水溶液在静置20 d后的平均粒径,结果见图1。

表3 不同SiO2/SDS配比对SiO2液面对应刻度的影响(mL)Table 3 Effect of different SiO2/SDS ratio on SiO2 dispersion(mL)

注:同行不同小写字母表示差异显著(p<0.05);同列不同大写字母表示差异显著(p<0.05)。

从图中可以看出,纳米SiO2水溶液的平均粒径随纳米SiO2/SDS配比的变化与其液面高度变化趋势相反,表现为纳米SiO2水溶液中的平均粒径呈先降低后增加的趋势,对该趋势进行二次多项式拟合后得到水溶液中纳米SiO2的平均粒径与SiO2/SDS配比关系为Y=1526.2X2-2470.7X+1264.5(R2=0.961)。因此可以得到,当纳米SiO2/SDS配比为0.81时,纳米SiO2在水溶液中具有最小的平均粒径为264 nm,验证实验得到平均粒径为(252±16) nm,与理论值相对误差小于5%;即当纳米SiO2/SDS配比为0.81时,SiO2在水溶液中具有最好的分散性。

图1 不同SiO2/SDS配比对纳米SiO2粒径的影响Fig.1 Effect of different SiO2/SDS ratio on the average particle size of SiO2 solution

2.2 单因素实验

2.2.1 不同纳米SiO2添加量对PVDC成膜性能的影响 当纳米SiO2/SDS配比为0.81、蜂蜡添加量为0.5 g/100 mL时,不同纳米SiO2添加量对PVDC成膜透湿率及对蛋制品涂膜感官评分的影响结果见图2。随着纳米材料添加量的增加,PVDC的成膜透湿率呈显著的(p<0.05)降低趋势,并且该降低趋势在纳米材料添加量超过0.15 g/100 mL时,无显著的变化(p>0.05);主要是由于纳米SiO2可以与PVDC长链物理性结合,可以阻塞部分高分子材料中的分子间隙,从而提高其致密度。另外,在纳米材料添加量为0～0.5 g/100 mL时,对应的涂膜感官评分呈先增加后降低的趋势,当添加量为0.12 g/100 mL时,出现最大值。因此可以看出,一定量的纳米SiO2(0.05～0.15 g/100 mL)能明显地提高PVDC的成膜阻湿性及其对清洁鸡蛋的涂膜效果。

图2 不同纳米SiO2添加量对PVDC成膜透湿率及涂膜感官评分的影响Fig.2 Effect of different nano-SiO2 content on PVDC film-forming WVTR and sensory evaluation

2.2.2 不同蜂蜡添加量对PVDC成膜性能的影响 图3为不同蜂蜡添加量对PVDC乳液成膜透湿率及蛋制品涂膜感官评分的影响。随着蜂蜡添加量的增加,PVDC成膜透湿率显著(p<0.05)降低,对应的涂膜感官评分显著(p<0.05)增加。因此,蜂蜡可以明显的提高PVDC成膜阻湿性及涂膜效果。但是,当蜂蜡添加量超过0.5 g/100 mL时,PVDC成膜透湿率显著(p<0.05)增加,并且其对蛋制品涂膜感官评分也逐渐降低。可能是因为过量的蜂蜡在PVDC乳液中的分散性较差或影响了纳米SiO2在PVDC乳液中的分散性。因此,适量的蜂蜡及纳米SiO2的添加量对提高PVDC乳液的成膜阻湿性及提高其对蛋制品涂膜效果有重要的促进作用。

图3 不同蜂蜡添加量对PVDC成膜透湿率及涂膜感官评分的影响Fig.3 Effect of different beeswax content on PVDC film-forming WVTR and sensory evaluation

2.3 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC成膜工艺优化

2.3.1 响应曲面实验 以纳米SiO2和蜂蜡为实验因素,PVDC成膜透湿率及其蛋制品涂膜感官评分为响应值的响应曲面实验结果见表4。

表4 响应曲面实验设计与结果Table 4 Response surface experimental design and results

注:同列不同字母(a.b.c…)表示差异显著(p<0.05)。

2.3.2 回归模型建立及显著性分析 利用Design-Expert 8.0.6软件对表4实验数据进行二次多项式回归分析,分别建立透湿率和和感官评分对2个响应因素的二次多项式的回归方程:

Y1=0.502-1.00X1-1.472X2+0.800X1X2+2.765X12+1.416X22

式(3)

Y2=-54.43+272.78X1+207.85X2-130.00X1X2-829.00X12-182.25X22

式(4)

表5 回归模型系数显著性检验Table 5 Test for significance of regression coefficients

2.3.3 交互作用分析

2.3.3.1 纳米SiO2和蜂蜡对PVDC成膜透湿率交互作用分析 图4(a)为不同纳米SiO2和蜂蜡对PVDC乳液成膜透湿率交互作用影响的等高线图。在蜂蜡取值范围内,随着纳米SiO2添加量的增加,成膜透湿率呈先降低后升高的趋势;而在纳米SiO2添加量范围内,随着蜂蜡添加量的增加,成膜透湿率先降低后增加,并且当蜂蜡添加量为0.50 g/100 mL时出现最低值。

图4 纳米SiO2与蜂蜡对PVDC成膜透湿率及涂膜感官评分的交互作用影响Fig.4 Interaction of beeswax and nano-SiO2on PVDC film-forming WVTR and sensory evaluation

2.3.3.2 纳米SiO2和蜂蜡对PVDC蛋制品涂膜感官评分交互作用分析 纳米SiO2和蜂蜡对PVDC乳液涂膜感官评分的交互作用影响见图4(b)。其交互作用表现为在蜂蜡取值范围内,随着纳米SiO2添加量的增加,对应的涂膜感官评分呈先增加后降低的趋势,并且当纳米SiO2添加量在0.10 g/100 mL时出现最大值。另外,在纳米SiO2添加范围内,随着蜂蜡添加量的增加,涂膜感官评分逐渐增加,当蜂蜡添加量在0.50 g/100 mL时,涂膜感官评分存在最大值。

2.3.4 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC成膜工艺优化结果 以PVDC乳液成膜透湿率最低值及蛋制品涂膜感官评分最高值为目标值,利用Design-Expert 8.0.6软件自带的结果优化程序对响应曲面实验结果进行优化,得到最优的工艺条件为:纳米SiO2添加量为0.12 g/100 mL、蜂蜡添加量为0.45 g/100 mL,对应的PVDC乳液的成膜透湿率为0.088 g·s-1·m-2,感官评分为16.9。以该工艺进行验证实验得到透湿率为(0.082±0.004) g·s-1·m-2,感官评分为17.4±0.2,与理论值相对误差均小于5%。因此,该工艺可以用于PVDC改性及其对清洁鸡蛋的涂膜保鲜。

2.4 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC成膜性能分析

2.4.1 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC涂膜液粘度及成膜透光率分析 前面研究提到,PVDC乳液由于粘度过高导致其在涂膜及涂布过程中存在结块、气泡等不良现象,经过纳米SiO2及蜂蜡改性后可以有效的降低PVDC乳液的粘度,具体结果见图5。从图中可以看出,经过改性后的PVDC乳液(实验组)粘度显著(p<0.05)降低,由(1.78±0.03) Pa·s降低至(1.37±0.04) Pa·s,有效的提高了PVDC在蛋制品涂膜过程中的均匀性。

另外,由图5可以看出,经过改性后的PVDC乳液成膜后在660 nm处的透光率显著(p<0.05)降低,从而降低了PVDC在蛋制品涂膜后的光亮程度,增加了涂膜感官特性。

图5 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC涂膜液粘度及成膜透光率变化Fig.5 Viscosity and translucent result of PVDC coating solution modified by beeswax and nano-SiO2

2.4.2 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC成膜机械性能分析 断裂伸长率及拉伸强度是评价PVDC乳液涂膜稳定性的重要指标,较低的断裂伸长率及拉伸强度的涂膜材料在蛋制品涂膜过程中会发生断裂脱落等,从而降低蛋制品的保鲜效果[6]。从图6中可以看出,经过纳米SiO2及蜂蜡改性可以显著(p<0.05)降低PVDC乳液成膜的断裂伸长率及拉伸强度,从而提高PVDC乳液对蛋制品的涂膜效果。

图6 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC成膜机械性能分析Fig.6 mechanical behavior result of PVDC coating solution modified by beeswax and nano-SiO2

2.4.3 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC成膜表观形态观察结果 为了进一步分析改性PVDC乳液在蛋制品涂膜保鲜中的应用,通过扫描电镜直观的得到经过纳米SiO2及蜂蜡改性前后PVDC乳液成膜的表观形态,结果见图7。从图中可以看出,单纯的PVDC乳液成膜后(对照组)存在大量气孔及颗粒状物质,但是经过纳米SiO2及蜂蜡改性(实验组)后,纳米材料及蜂蜡均匀的分布在PVDC乳液体系中,表现为PVDC乳液成膜平整、无气泡。因此可以得出,纳米SiO2及蜂蜡改性PVDC乳液能够提高其成膜平整性,从而提高其阻隔性。

图7 蜂蜡及纳米SiO2改性PVDC膜表观形态变化(10k×)Fig.7 Surface morphology result of PVDC coating solution modified by beeswax and nano-SiO2(10k×)

3 结论

采用SDS修饰纳米SiO2并结合蜂蜡改性PVDC材料,以期提高PVDC的涂膜保鲜包装性能,结果表明:SDS能最有效提高纳米材料的表面静电斥力,提高纳米粒子的分散稳定性,且当SiO2/SDS配比为0.81时,纳米SiO2水溶液在静置20 d后具有最好的分散性。分散均匀的纳米SiO2及蜂蜡可以与PVDC长链进行物理性结合,可以阻塞部分高分子材料中的分子间隙,提高其致密度,从而提高PVDC乳液的成膜阻湿性及成膜效果,表现为显著降低(p<0.05)PVDC乳液的成膜透湿率及显著增加PVDC乳液应用于清洁鸡蛋涂膜保鲜的感官评分。响应曲面实验法优化得到的纳米SiO2及蜂蜡改性PVDC乳液的最优工艺为:纳米SiO2添加量为0.12 g/100 mL、蜂蜡添加量为0.45 g/100 mL。总之,纳米SiO2及蜂蜡改性PVDC乳液可以显著(p<0.05)降低PVDC乳液的粘度、成膜透光率及成膜机械性能,并且纳米SiO2及蜂蜡可以明显的填充于PVDC分子的空隙中,从而增加其成膜性能。

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Study on structure film properties of polyvinylidenechloride modified by nano-SiO2and beeswax

LIANG Yan-wen1,2,YAN Wen-jing1,ZHAO Jian-ying1,2,QIANG Min3,HAN Xiang-yun4,ZHANG Jian-hao1,2,*

(1.National Center of Meat Quality and Safety Control,Jiangsu Collaborative Innovation Center of Meat Production and Processing,Quality and Safety Control,College of Food Science and Technology,Nanjing Agricultural University,Nanjing 210095,China;2.Jiangsu Zhongnong Biological Technology Company,Nanjing 210095,China;3.Zhenjiang Product Quality Supervision and Inspection Center,Zhenjiang 212132,China;4.Zouping County Comprehensive Testing Center,Binzhou 256200,China)

In this study,in order to improve film-forming and water-blocking properties of PVDC,sodium dodecyl sulfate was used as surfactant to modify nano-SiO2so as to increase its aqueous stability and then modify PVDC together with beeswax. The result showed that the most nano-SiO2and beeswax concentration were 0.12 g/100 mL and 0.45 g/100 mL,respectively. Nano-SiO2and beeswax could decrease viscosity and coating transmittance of PVDC significantly(p<0.05)and also could improve coating mechanical behavior of PVDC(p<0.05). Nano-SiO2and beeswax could fill in PVDC molecule gap and make the film smooth with the result of scanning electron microscopy. Therefore,nano-SiO2and beeswax could improve coating mechanical,barrier properties of PVDC and then applied to food preservation.

polyvinylidene chloride;beeswax;nano-SiO2;modify;structure characterization

2016-09-01

梁艳文(1994-)，女，硕士研究生，研究方向：畜产品加工与品质控制，E-mail：2015108078@njau.edu.cn。

*通讯作者:章建浩(1961-)，男，博士，教授，研究方向：畜产品加工与质量控制及食品包装保鲜技术，E-mail：nau_zjh@njau.ed。

南京市科技计划项目(201505032)；“十二五”农村领域国家科技计划(2015BAD16B05-05)；江苏高校优势学科建设工程资助项目。

TS206.4

A

:1002-0306(2017)04-0293-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.04.047