聚乙烯醇水溶性包装薄膜的生物降解性研究

发布时间：2017-09-10 19:17

  本文关键词：聚乙烯醇水溶性包装薄膜的生物降解性研究

  更多相关文章： 青霉菌 聚乙烯醇薄膜 助剂 生物降解 降解率 水溶性

【摘要】：聚乙烯醇(PVA)水溶性包装薄膜作为一种新颖的包装材料,以良好的水溶性、透明性等物理性能受到国内外研究学者的广泛关注。PVA能够被微生物降解,微生物法降解PVA日益成为环境科学领域的研究热点。目前,国内外对PVA降解的研究很多,但基本上都是研究PVA本身的降解性,而对PVA薄膜的整体降解性研究很少,几乎没有涉及过PVA薄膜中的助剂对PVA降解的影响。因此,本文以PVA降解率为衡量指标,并从课题的特殊性出发,先在水溶液中研究PVA的降解性,再根据PVA最佳降解性的膜配方制膜并验证薄膜的性能,从而研究PVA水溶性包装薄膜的降解性。本文的主要研究结论如下:(1)利用透明圈法对PVA降解菌进行筛选,得到一株PVA生物降解性能最好的降解菌XP-02,并经显微镜和形态学观察鉴定此降解菌为青霉菌。(2)探讨了PVA初始浓度、氮源、大量元素、培养温度、发酵培养基体积、p H值等因素对青霉菌降解PVA的影响,并通过正交试验得到青霉菌降解PVA的最佳发酵条件为:发酵培养基体积60 m L,最佳培养温度为32℃,发酵培养基组成为:PVA 1.0 g/L,酵母膏1.5g/L,硫酸亚铁0.15 g/L,磷酸氢二钾0.05 g/L,氯化钠0.05 g/L,硫酸镁0.10 g/L,氯化钙0.05 g/L,p H值6.5。(3)探讨了PVA水溶性薄膜中各助剂对青霉菌降解PVA的影响,结果发现PVA水溶性薄膜的最佳增塑剂为乙二醇,最佳表面活性剂为十二烷基硫酸钠,最佳乳化剂和脱模剂均为吐温-80,并通过正交试验得到PVA降解率最高时的组合条件为PVA 1.0 g/L,乙二醇0.10 g/L,吐温-80 0.10 g/L,十二烷基硫酸钠0.15 g/L。换算成质量分数,即当PVA、乙二醇、吐温-80、十二烷基硫酸钠、水的质量分数分别为10%、1%、1%、1.5%和86.5%时,制备的PVA水溶性包装薄膜的生物(青霉菌)降解率最高,在3 d内可以降解43.76%。(4)采用溶液流涎法按PVA生物降解率最高的配方制膜,对其水溶性、平衡水分、厚度、拉伸强度、断裂伸长率、撕裂力等进行研究,结果发现该配方制备的PVA水溶膜的性能符合工业生产的要求。
【关键词】：青霉菌 聚乙烯醇薄膜 助剂 生物降解 降解率 水溶性
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB383.2;TB484
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 研究背景11-17
• 1.1.1 PVA简介11-12
• 1.1.2 PVA水溶性薄膜的国内外研究进展12-13
• 1.1.3 PVA生物降解膜的国内外研究进展13-15
• 1.1.4 PVA生物降解的国内外研究进展15-17
• 1.1.5 PVA水溶性包装薄膜潜在的环境问题17
• 1.2 课题的研究目的、意义及研究内容17-18
• 1.2.1 研究目的及意义17-18
• 1.2.2 研究内容18
• 1.3 课题研究的创新点18
• 1.4 课题的研究思路18-20
• 第二章PVA降解菌的筛选鉴定及初步性能研究20-30
• 2.1 引言20
• 2.2 实验材料与仪器20-22
• 2.2.1 样品来源20
• 2.2.2 主要试剂20-21
• 2.2.3 主要仪器21-22
• 2.2.4 标准母液的配制22
• 2.2.5 培养基的配制22
• 2.2.6 碘-碘化钾-硼酸溶液的配制22
• 2.3 分析测试方法22-24
• 2.3.1 透明圈实验22-23
• 2.3.2 PVA降解菌的分离23
• 2.3.3 PVA降解菌的筛选23
• 2.3.4 PVA降解菌的观察及鉴定23-24
• 2.3.5 PVA降解菌生长曲线的绘制24
• 2.3.6 定性研究薄膜助剂对PVA降解性的影响24
• 2.4 结果与讨论24-29
• 2.4.1 PVA高效降解菌的筛选24-25
• 2.4.2 PVA高效降解菌的初步鉴定25-26
• 2.4.3 青霉菌的生长曲线26-28
• 2.4.4 定性研究薄膜中的助剂对PVA降解性的影响28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 青霉菌降解PVA营养条件的研究30-51
• 3.1 引言30
• 3.2 实验材料与仪器30-32
• 3.2.1 菌种30
• 3.2.2 主要试剂30-31
• 3.2.3 主要仪器31-32
• 3.2.4 标准母液的配制32
• 3.2.5 培养基的配制32
• 3.2.6 碘-碘化钾-硼酸溶液的配制32
• 3.3 分析测试方法32-38
• 3.3.1 PVA标准曲线的绘制32-33
• 3.3.2 PVA含量及降解率的测定方法33
• 3.3.3 青霉菌种子液的培养方法33-34
• 3.3.4 接种量对青霉菌降解PVA的影响34
• 3.3.5 大量元素对青霉菌降解PVA的影响34-36
• 3.3.6 PVA初始浓度对青霉菌降解PVA的影响36
• 3.3.7 氮源对青霉菌降解PVA的影响36-37
• 3.3.8 温度对青霉菌降解PVA的影响37
• 3.3.9 pH对青霉菌降解PVA的影响37-38
• 3.3.10 发酵培养基体积对青霉菌降解PVA的影响38
• 3.3.11 PVA发酵培养基的优化设计38
• 3.4 结果与讨论38-49
• 3.4.1 PVA标准曲线的绘制38-39
• 3.4.2 接种量的影响39-40
• 3.4.3 大量元素的影响40-43
• 3.4.4 PVA初始浓度的影响43-44
• 3.4.5 氮源的影响44-45
• 3.4.6 温度的影响45-46
• 3.4.7 pH的影响46-47
• 3.4.8 发酵培养基体积的影响47
• 3.4.9 PVA发酵培养基的优化设计47-49
• 3.5 本章小结49-51
• 第四章 薄膜助剂对青霉菌降解PVA的影响51-64
• 4.1 引言51
• 4.2 实验材料与仪器51-54
• 4.2.1 菌种51-52
• 4.2.2 主要试剂52-53
• 4.2.3 主要仪器53
• 4.2.4 标准母液的配制53-54
• 4.2.5 培养基的配制54
• 4.2.6 碘-碘化钾-硼酸溶液的配制54
• 4.3 分析测试方法54-57
• 4.3.1 PVA含量及降解率的测定方法54
• 4.3.2 青霉菌种子液的培养方法54
• 4.3.3 增塑剂对青霉菌降解PVA的影响54-55
• 4.3.4 表面活性剂对青霉菌降解PVA的影响55
• 4.3.5 乳化剂对青霉菌降解PVA的影响55-56
• 4.3.6 脱模剂对青霉菌降解PVA的影响56
• 4.3.7 薄膜成膜剂与助剂的正交试验56-57
• 4.4 结果与讨论57-63
• 4.4.1 增塑剂的影响57-58
• 4.4.2 表面活性剂的影响58-59
• 4.4.3 乳化剂的影响59-60
• 4.4.4 脱模剂的影响60-61
• 4.4.5 成膜剂及助剂的正交优化试验61-62
• 4.4.6 成膜剂及助剂的正交优化试验结果的验证62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第五章PVA水溶性包装薄膜的制备及其性能检验64-73
• 5.1 引言64
• 5.2 实验材料与仪器64-65
• 5.2.1 主要试剂64
• 5.2.2 主要仪器64-65
• 5.3 工业生产的PVA水溶性包装薄膜的性能指标65-66
• 5.4 分析测试方法66-67
• 5.4.1 PVA水溶性包装薄膜的制备方法66
• 5.4.2 PVA薄膜厚度的测定66
• 5.4.3 PVA薄膜平衡水分的测定66
• 5.4.4 PVA薄膜水溶性的测试66-67
• 5.4.5 PVA薄膜拉伸强度及断裂伸长率的测试67
• 5.4.6 PVA薄膜撕裂强度的测试67
• 5.5 结果与讨论67-71
• 5.5.1 PVA水溶性包装薄膜试样67-68
• 5.5.2 PVA薄膜厚度的测定68
• 5.5.3 PVA薄膜平衡水分的测定68-69
• 5.5.4 PVA薄膜水溶性的测试69
• 5.5.5 PVA薄膜拉伸强度及断裂伸长率的测试69-70
• 5.5.6 PVA薄膜撕裂强度的测试70-71
• 5.6 本章小结71-73
• 第六章 结论与展望73-75
• 6.1 结论73
• 6.2 展望73-75
• 参考文献75-79
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果79-80
• 致谢80

【参考文献】

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本文编号：826122