Исследование пленочных материалов, полученных из модифицированных растворных систем на основе поливинилового спирта

Автор: Губанова М.И., Баженов Н.С., Кирш И.А., Банникова О.А., Дымицкий В.А.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Статья в выпуске: 2 (96) т.85, 2023 года.

Бесплатный доступ

Пленки на основе растворов ПВС в настоящее время привлекают все большее внимание благодаря своей высокой прозрачности, барьерным свойствам и экологичному характеру. Это связано с тем что, пленки ПВС обладает большей гибкостью, прозрачностью, ударной вязкостью и меньшей стоимостью, чем другие упаковочные материалы. При выбрасывании ПВС может разлагаться в естественной среде, не усугубляя загрязнения. Статья посвящена исследованию пленочных материалов, полученных из модифицированных растворных систем на основе поливинилового спирта (ПВС). В качестве исходного продукта использовался поливиниловый спирт марки 098-10, в качестве пластификатора использовался глицерин марки Т 94. Пленки отливали на стекле, затем прогревали в термошкафу при температуре 90 °С в течение 31 часа. Изучено влияние различных концентраций растворов ПВС на барьерные (паропроницаемость) и физико-механические свойства пленок. Показано что, при повышении концентрации глицерина в ПВС сопротивление разрушению увеличивалось, относительное удлинение заметно уменьшалось, а проницаемость полимера резко повышалась. Введение 20-30% пластификатора в ПВС приводило к получению достаточно эластичной пленки к увеличению относительного удлинения при разрыве, а также к снижению предела прочности при растяжении. Проведенный комплекс исследований позволил определить влияние модифицирующих добавок на структурные превращения ПВС композиций для создания покрытий нового поколения. В будущем планируется продолжить исследования по данной тематике, в частности по оптимизации температурно-временного режима формирования покрытий.

Еще

Поливиниловый спирт, покрытия упаковочные, глицерин, модификация, упаковочный материал, паропроницаемость, барьерные свойства

Короткий адрес: https://sciup.org/140303211

IDR: 140303211 | DOI: 10.20914/2310-1202-2023-2-226-236

Список литературы Исследование пленочных материалов, полученных из модифицированных растворных систем на основе поливинилового спирта

Бабин А.Н., Гусева М.А. Использование реологического метода для исследования особенностей растворимости компонентов в полимерном связующем // Труды ВИАМ. 2016. 2016. №. 6 (42). С. 36-43. https://doi.org/10.18577/2307-6046-2016-0-6-5-5
Кабат О.С., Харченко Б.Г., Деркач А.Д., Артемчук В.В. и др. Полимерные композиционные материалы на основе фторопласта и метод их получения // Вопросы Химии и Химической Технологии. 2019. №. 3. С. 116-122. https://doi.org/10.32434/0321-4095-2019-124-3-116-122.
Каблов Е.Н. Из чего сделать будущее? Материалы нового поколения, технологии их создания и переработки-основа инноваций // Крылья родины. 2016. №. 5. С. 8-18.
Каблов Е.Н. Материалы нового поколения-основа инноваций, технологического лидерства и национальной безопасности России // Интеллект и технологии. 2016. №. 2. С. 16-21.
Andrade J., González-Martínez C., Chiralt A. Antimicrobial PLA-PVA multilayer films containing phenolic compounds // Food Chemistry. 2022. № 375. https://doi.org/10.1016/J.FOODCHEM.2021.131861
Audic J., Chaufer B. Influence of plasticizers and crosslinking on the properties of biodegradable films made from sodium caseinate // Eur Polym J 2005. V. 41. № 8. P. 1934-42. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2005.02.023
Averous L., Boquillon N. Biocomposites based on plasticized starch: thermal and mechanical behaviours // Carbohydrate polymers. 2004. V. 56. №. 2. P. 111-122. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2003.11.015
Bergo P., Sobral PJA. Effects of plasticizer on physical properties of pigskin gelatin films // Food Hydrocolloids. 2007. V. 21. №. 8. P. 1285-1289. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2006.09.014
Bergo P.V.A., Carvalho R.A., Sobral P.J.A., dos Santos R.M.C. et al. Physical properties of edible films based on cassava starch as affected by the plasticizer concentration // Packaging Technology and Science. 2008. V. 21. №. 2. P. 85-89. https://doi.org/10.1002/pts.781
Bertan L.C., Tanada-Palmu P.S., Siani A.C., Grosso C.R.F. Effect of fatty acids and “Brazilian elemi” on composite films based on gelatin // Food Hydrocolloids. 2005. V.19. №. 1. P. 73-82. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2004.04.017
Bordes P., Pollet E., Avérous L. Nano-biocomposites: biodegradable polyester/nanoclay systems // Progress in Polymer Science. 2009. V 34. №. 2. P. 125-155. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.10.002
Fan K., Zhang M., Jiang F. Ultrasound treatment to modified atmospheric packaged fresh-cut cucumber: Influence on microbial inhibition and storage quality // Ultrasonics Sonochemistry. 2019. № 54. P. 162-170. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.02.003
Garcia M.A., Martino M.N., Zaritzky N.E. Lipid Addition to Improve Barrier Properties of Edible Starch-based Films and Coatings // Journal of Food Science. 2000. V. 65. №. 6. P. 941-944. https://doi.org/10.1111/j. 1365-2621.2000.tb09397.x
Hemmatgir F., Koupaei N., Poorazizi E. Characterization of a novel semi-interpenetrating hydrogel network fabricated by polyethylene glycol diacrylate/polyvinyl alcohol/tragacanth gum as a wound dressing // Burns. 2022. V. 48. №. 1. P. 146-155. https://doi.org/10.1016/J.BURNS.2021.04.025
Hu H., Yong H., Yao X., Chen D. et al. Effect of starch aldehyde-catechin conjugates on the structural, physical and antioxidant properties of quaternary ammonium chitosan/polyvinyl alcohol films // Food Hydrocolloids. 2022. V. 124. https://doi.org/10.1016/J.FOODHYD.2021.107279
Jongjareonrak A., Benjakul S., Visessanguan W., Tanaka, M. Effects of plasticizers on the properties of edible films from skin gelatin of bigeye snapper and brownstripe red snapper // European Food Research and Technology. 2005. V. 222. №. 3-4. P. 229-235. https://doi.org/10.1007/s00217-005-0004-3
Kan J., Liu J., Xu F., Yun D. et al. Development of pork and shrimp freshness monitoring labels based on starch/polyvinyl alcohol matrices and anthocyanins from 14 plants: A comparative study // Food Hydrocolloids. 2022. V. 124. doi. 10.1016/J.FOODHYD.2021.107293
Kariminejad M., Zibaei R., Kolahdouz-Nasiri A., Mohammadi R. et al. Chitosan/polyvinyl alcohol/SiO2 nanocomposite films: Physicochemical and structural characterization // Biointerface Research in Applied Chemistry. 2022. V. 12. №. 3. P. 3725-3734. https://doi.org/10.33263/BRIAC123.37253734
Karnnet S., Potiyaraj P., Pimpan V. Preparation and properties of biodegradable stearic acid-modified gelatin films // Polym Degrad Stab. 2005. V. 90. №. 1. P. 106-10. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2005.02.016
Ling H., Shen Y., Xu L., Pan H. et al. Preparation and characterization of dual-network interpenetrating structure hydrogels with shape memory and self-healing properties // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2022. P. 636. https://doi.org/10.1016/J.COLSURFA.2021.128061
Lu S., Tao J., Liu X., Wen Z. Baicalin-liposomes loaded polyvinyl alcohol-chitosan electrospinning nanofibrous films: Characterization, antibacterial properties and preservation effects on mushrooms // Food Chemistry. 2022. V. 371. https://doi.org/10.1016/J.FOODCHEM.2021.131372
MA X. The plastcizers containing amide groups for thermoplastic starch // Carbohydrate Polymers. 2004. V. 57. №. 2. P. 197-203. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2004.04.012
Pashova S., Radev R., Dimitrov G. Physical properties of edible films with different composition // Calitatea. 2019. V. 20. №. 171. P. 152-156.
Rhim J.-W., Park H.-M., Ha C.-S. Bio-nanocomposites for food packaging applications // Progress in Polymer Science. 2013. V. 38. №. 10-11. P. 1629-1652. https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2013.05.008
Sau S., Kundu S. Variation in structure and properties of poly(vinyl alcohol) (PVA) film in the presence of silver nanoparticles grown under heat treatment // Journal of Molecular Structure. 2022. V. 1250. https://doi.org/10.1016/J.MOLSTRUC.2021.131699.
Shaikh H.M., Pandare K.V., Nair G., Varma A.J. Utilization of sugarcane bagasse cellulose for producing cellulose acetates: Novel use of residual hemicellulose as plasticizer // Carbohydrate Polymers. 2009. V. 76. №. 1. P. 23-29. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2008.09.014
Singha P., Rani R., Badwaik L.S. Sweet lime peel-, polyvinyl alcohol - and starch-based biodegradable film: preparation and characterization // Polymer Bulletin. 2022. https://doi.org/10.1007/S00289-021-04040X
Sobral PJA., Santos JS., García FT., Effect of protein and plasticizer concentrations in film forming solutions on physical properties of edible films based on muscle proteins of a Thai Tilapia // J Food Eng. 2005. V. 70. № 1. P. 93-100. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2004.09.015
Suhag A., Biswas K., Singh S., Kulshreshtha A. Crosslinking effect on polyvinyl alcohol resin for barrier properties of barrier biaxial orientation films // Progress in Organic Coatings. 2022. V. 163. https://doi.org/10.1016/J.PORGCOAT.2021.106662
Suyatma N.E., Tighzert L., Copinet A., Coma V. Effects of hydrophilic plasticizers on mechanical, thermal, and surface properties of chitosan films // Journal of Agricultural and Food Chemistry. 2005. V. 53. № 10. P. 3950-3957. https://doi.org/10.1021/jf048790
Tharanathan R.N. Biodegradable films and composite coatings: past, present and future. Trends in food science & technology. 2003. V. 14. № 3. P. 71-78. https://doi.org/10.1016/S0924-2244(02)00280-7
Thulasisingh A., Kumar K., Yamunadevi B., Poojitha N. et al. Biodegradable packaging materials // Polymer Bulletin. 2021. P. 15-23. https://doi.org/10.1007/s00289-021-03767x
Vieira M.G.A., da Silva M.A., dos Santos L.O., Beppu M.M. Natural-based plasticizers and biopolymer films: A review // European Polymer Journal. 2011. V. 47. № 3. P. 254-263. https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2010.12.011
Wang Q., Chen W., Zhu W., McClements D.J. et al. A review of multilayer and composite films and coatings for active biodegradable packaging // Npj Science of Food. 2022. V. 6. № 1. https://doi.org/10.1038/s41538-022-00132-8
Wang Y., Zhang J., Zhang L. An active and pH-responsive film developed by sodium carboxymethyl cellulose/polyvinyl alcohol doped with rose anthocyanin extracts // Food Chemistry. 2022. V. 373. https://doi.org/10.1016/J.FOODCHEM.2021.131367
Wittaya T. Protein-Based Edible Films: Characteristics and Improvement of Properties // Structure and Function of Food Engineering. 2012. https://doi.org/10.5772/48167
Xie J., Wang R., Li Y., Ni Z. et al. A novel Ag2O-TiO2Bi2WO6/polyvinyl alcohol composite film with ethylene photocatalytic degradation performance towards banana preservation // Food Chemistry. 2022. V. 375. https://doi.org/10.1016/J.FOODCHEM.2021.131708
Xie Y., Pan Y., Cai P. Hydroxyl crosslinking reinforced bagasse cellulose/polyvinyl alcohol composite films as biodegradable packaging // Industrial Crops and Products. 2022. V. 176. https://doi.org/10.1016/J.INDCROP.2021.114381
Zhang X., Zou W., Xia M., Zeng Q. et al. Intelligent colorimetric film incorporated with anthocyanins-loaded ovalbumin-propylene glycol alginate nanocomplexes as a stable pH indicator of monitoring pork freshness // Food Chemistry, 2022. V. 368. https://doi.org/10.1016/J.FOODCHEM.2021.130825
Zhang Y., Gao Q., Zhang S., Fan X. et al. rGO/MXene sandwich-structured film at spunlace non-woven fabric substrate: Application to EMI shielding and electrical heating // Journal of Colloid and Interface Science. 2022. V. 614. P. 194-204. https://doi.org/10.1016/J.JCIS.2022.01.030
Zhao R., Guan W., Zheng P., Tian F. et al. Development of edible composite film based on chitosan nanoparticles and their application in packaging of fresh red sea bream fillets // Food Control. 2022. V. 132. https://doi.org/10.1016/J.FOODCONT.2021.108545
Zheng L., Liu L., Yu J., Shao P. Novel trends and applications of natural pH-responsive indicator film in food packaging for improved quality monitoring // Food Control. 2022. V. 134. https://doi.org/10.1016/J.FOODCONT.2021.108769

Еще

Статья научная