本發(fā)明屬于膜材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

現(xiàn)階段果蔬保鮮貯藏技術(shù)方法主要有物理、化學(xué)以及生物方法，如保鮮膜、冷藏、殺菌、輻照等。氣調(diào)保鮮膜在國際上得到了廣泛的應(yīng)用，且有向更廣闊領(lǐng)域發(fā)展之勢。氣調(diào)保鮮技術(shù)是指通過改變貯藏環(huán)境的溫度，相對濕度和氣體環(huán)境，以抑制果蔬的呼吸作用、減緩新鮮果蔬的新陳代謝活動并抑制其腐敗微生物的繁殖，保持產(chǎn)品新鮮色澤，從而延長產(chǎn)品的貨架期或保鮮期。氣調(diào)保鮮分為CAP和MAP兩種形式，CAP是控制貯藏環(huán)境中調(diào)節(jié)氣體的濃度保持恒定；MAP是最初在氣調(diào)系統(tǒng)中建立起預(yù)定的調(diào)節(jié)氣體濃度，在隨后的貯藏期間自發(fā)調(diào)節(jié)不受人為控制。此保鮮技術(shù)具有安全無污染、低能耗、操作簡單的特點，符合綠色包裝的要求和可持續(xù)發(fā)展的理念，在果蔬保鮮中備受注目。

聚砜(PSF)是國內(nèi)外最常用的膜材料之一，它具有優(yōu)良的滲透性、抗氧化性、耐溫性、耐溶劑性和具有較高的機械性能、抗蠕變性以及價廉易得無毒等優(yōu)點，在反滲透、超濾、醇-水分離、烯烴-烷烴分離、固定化載體以及血液透析等方面得到了廣泛的應(yīng)用。但通過合適的方法將聚砜制備成適合果蔬貯藏保鮮的選擇性氣調(diào)膜目前卻鮮有研究。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜在果蔬貯藏保鮮領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜的制備方法，包括如下制備步驟：

將聚砜(PSF)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中，得到鑄膜液，然后將鑄膜液在平板上流延成膜，放入烘箱中60～80℃下干燥4～6h，取出，自然冷卻至室溫，然后浸入去離子水中，揭下聚砜(PSF)膜，室溫晾干，得到所述PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜。

優(yōu)選地，所述鑄膜液中PSF的質(zhì)量濃度為5％～15％。

優(yōu)選地，所述的鑄膜液在使用前先經(jīng)離心去除不溶物。

優(yōu)選地，所述的平板是指玻璃平板，所述玻璃平板在使用前先用潔凈劑清洗，后經(jīng)稀酸漂洗，再用無水乙醇浸泡，最后用超純水沖洗干凈，烘干備用。

一種PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜，通過上述方法制備得到，所述PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜膜厚為16～23μm。

上述PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜在果蔬貯藏保鮮領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明原理為：以PSF為原料，采用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，通過溶劑揮發(fā)法制膜，DMF在揮發(fā)過程中形成表面致密、內(nèi)部存在少量納米孔并且具備一定氣調(diào)能力的分離膜。

本發(fā)明的PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜具有如下優(yōu)點及有益效果：

(1)本發(fā)明所得PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜綠色安全，對果蔬的呼吸作用有明顯的抑制作用，以該調(diào)節(jié)膜保存果蔬，其終態(tài)CO₂的濃度水平下降近一半，在果蔬貯藏保鮮領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景；

(2)本發(fā)明提出了一種高效、穩(wěn)定、簡單易行以及低成本PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜的制備方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所得PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜的整體形貌圖；

圖2和圖3分別為本發(fā)明所得PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜的表面電鏡掃描圖和斷面電鏡掃描圖；

圖4為新鮮上海青在本發(fā)明所得PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜包裹下的呼吸強度測定結(jié)果圖；

圖5為新鮮青椒在本發(fā)明所得PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜包裹下的呼吸強度測定結(jié)果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。

實施例1

取4g聚砜(PSF)、30mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)于100mL的燒杯中，加入磁石，在60℃下攪拌均勻，至聚砜(PSF)完全溶解，制成一定濃度的鑄膜液，離心去除不溶物，備用。取一塊潔凈的玻璃板(先用潔凈劑清洗，后經(jīng)稀酸漂洗，再用無水乙醇浸泡，最后用超純水沖洗干凈，烘干)，將一定的鑄膜液倒在其上流延成膜，迅速放入烘箱，在60℃下干燥6h，取出，自然冷卻至室溫，將玻璃板浸入去離子水中，揭下聚砜(PSF)膜，室溫晾干，得到所述PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜。

本實施例所得PSF膜進行掃面電鏡預(yù)處理，送樣分析測試中心。

(1)斷面掃描：取合適大小的長條形膜，置于液氮中折斷，形成膜斷面，直接用雙粘膠黏貼于試樣臺上，盡量保持試樣高度一致。

(2)表面掃描：將表面干凈的膜置于真空鍍膜儀器中，在膜表面中鍍金處理。

(3)將預(yù)處理后樣品放進SEM LEO1530VP真空室中，觀察膜表面結(jié)構(gòu)，并測量膜厚度。膜厚度在電鏡下測定為：20μm。

本發(fā)明所得PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜的整體形貌圖如圖1所示；其表面電鏡掃描圖和斷面電鏡掃描圖分別如圖2和圖3所示。觀察聚砜(PSF)膜的表面電鏡圖2可以看出PSF膜材料的表面光滑且平整。PSF調(diào)節(jié)膜的斷面電鏡圖3則呈現(xiàn)出顆粒狀，中間有少量膜分子大小的孔洞。以此為根據(jù)，可以證明本發(fā)明所得聚砜(PSF)非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜的表面沒有微米級別的孔洞，而在膜的內(nèi)部存在納米級孔洞。

實施例2

取4g聚砜(PSF)、50mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)于100mL的燒杯中，加入磁石，在60℃下攪拌均勻，至聚砜(PSF)完全溶解，制成8％濃度的鑄膜液，離心去除不溶物，備用。取一塊潔凈的玻璃板(先用潔凈劑清洗，后經(jīng)稀酸漂洗，再用無水乙醇浸泡，最后用超純水沖洗干凈，烘干)，將一定的鑄膜液倒在其上流延成膜，迅速放入烘箱，在70℃下干燥5h，取出，自然冷卻至室溫，將玻璃板浸入去離子水中，揭下聚砜(PSF)膜，室溫晾干，得到所述PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜。

實施例3

取4g聚砜(PSF)、80mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)于100mL的燒杯中，加入磁石，在60℃下攪拌均勻，至聚砜(PSF)完全溶解，制成5％濃度的鑄膜液，離心去除不溶物，備用。取一塊潔凈的玻璃板(先用潔凈劑清洗，后經(jīng)稀酸漂洗，再用無水乙醇浸泡，最后用超純水沖洗干凈，烘干)，將一定的鑄膜液倒在其上流延成膜，迅速放入烘箱，在80℃下干燥4h，取出，自然冷卻至室溫，將玻璃板浸入去離子水中，揭下聚砜(PSF)膜，室溫晾干，得到所述PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜。

對本發(fā)明所得PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜進行氣調(diào)作用性能測試：

(1)取無破損的新鮮上海青一個，稱重，置于3051H型果蔬呼吸測定儀1L的呼吸室，在呼吸室上端蓋上本發(fā)明所得PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜，并用黑布蒙住整個呼吸室，防止綠葉蔬菜進行光合作用對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，最后置于通風(fēng)處進行果蔬呼吸強度的測定，以密封蓋替換PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜將呼吸室密閉作為對照組，結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，對照組密封蓋新鮮上海青平衡二氧化碳的濃度達到了4600ppm左右，而在本發(fā)明PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜的作用下，平衡二氧化碳的濃度為3100ppm左右，氣調(diào)作用良好。

(2)取無破損的新鮮青椒一個，稱重，置于3051H型果蔬呼吸測定儀1L的呼吸室，在呼吸室上端蓋上本發(fā)明所得PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜，并用黑布蒙住整個呼吸室，防止綠葉蔬菜進行光合作用對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響，最后置于通風(fēng)處進行果蔬呼吸強度的測定，以密封蓋替換PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜將呼吸室密閉作為對照組，結(jié)果如圖5所示。由圖5可知，對照組密封蓋新鮮青椒平衡二氧化碳的濃度達到了3000ppm左右，而在本發(fā)明PSF非對稱氣體成分調(diào)節(jié)膜的作用下，平衡二氧化碳的濃度為1600ppm左右，氣調(diào)作用良好。

上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。