载银纳米纤维素-壳聚糖复合膜的表征及性能研究

在二醛基纳米纤维素悬液中加入银氨溶液原位合成载银纳米纤维素(Ag/DNCC),以壳聚糖(CS)为成膜基底,甘油为增塑剂,加入Ag/DNCC共混流延制备载银纳米纤维素-壳聚糖(Ag/DNCC-CS)复合膜。FT-IR和XRD测试结果表明Ag/DNCC的加入没有改变CS的分子结构和结晶状态,热性能测试结果表明Ag/DNCC对提高CS的热稳定性能不显著。添加Ag/DNCC后,SEM测试结果表明Ag/DNCC-CS复合膜微观形貌致密,拉伸强度比纯CS膜提高。Ag/DNCC含量为10%(wt,质量分数)制得的Ag/DNCC-CS复合膜的拉伸强度达到72.36MPa,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较好的抑菌效果。     

纳米材料对阔叶纤维素包装膜性能影响的研究

采用NMMO法,以阔叶纤维素为原料制备纤维素膜,通过向铸膜液中添加经硅烷偶联剂KH-550改性的纳米SiO2,钛酸酯偶联剂改性的CaCO3以及载银TiO2材料制备纳米／纤维素复合膜。对制备纳米／纤维素复合膜微观结构采用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）进行了表征,并结合力学性能和透氧性能测试分析了纳米材料结构和含量对膜综合性能的影响。结果表明：纳米材料的加入可以改善NMMO法纤维素膜的透氧性能,当改性纳米SiO2、改性纳米CaCO3和载银TiO2添加质量分数分别为2％、1％和1．5％时制备的纤维素纳米复合薄膜的综合性能达到最优。     

聚乙烯醇/纳米纤维素/聚乙烯醇的层层自组装及表征

采用基于氢键驱动力的层层(LBL)自组装技术制备聚乙烯醇(PVA)/纳米纤维素(NCC)/聚乙烯醇复合膜。通过衰减全反射红外(ATR-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析,验证了该复合膜中NCC和PVA的单相分布情况,NCC晶格定向排列状态,以及NCC作为夹层的结构,并提出了机理假设论证了该结构复合膜的形成过程;通过拉伸强度、透光率和热稳定性测量,表明LBL自组装制备的PVA/NCC/PVA复合膜具有高的拉伸强度、高的透光率和较高的热稳定性,其中拉伸强度较PVA膜提高了46.1%,透光率提高了5.44%,热分解温度提高了13.2℃,表明该法制备的PVA/NCC/PVA复合膜是一种良好的功能性薄膜。     

聚乙烯醇/合成硅酸镁锂纳米复合膜的制备研究

以聚乙烯醇(PVA)和合成硅酸镁锂为原料,采用溶液插层-流延成膜法制备了不同合成硅酸镁锂含量的PVA/合成硅酸镁锂纳米复合膜,并对PVA/合成硅酸镁锂纳米复合膜进行了表征。研究结果表明:6%(wt,质量分数)合成硅酸镁锂含量制得的PVA/合成硅酸镁锂纳米复合膜,结晶熔融温度达到253.1℃,平衡溶胀比为2.6,拉伸强度最大达到78MPa、断裂伸长率达到100%,耐水性、热性能和力学性能都得到明显改善。     

茯苓–聚乙烯醇抑菌膜的制备及生物可降解动力学评价

目的 以可降解材料聚乙烯醇为基材,通过添加茯苓溶液,制备出复合抑菌薄膜,研究不同浓度茯苓对共混膜理化性能和功能性能的影响。方法 采用溶剂浇铸法制备茯苓/PVA共混膜。对共混膜的物理力学性能,以及溶解度、透光率、抑菌性、可降解性进行检测。利用红外光谱、扫描电镜对其结构进行分析表征。结果 茯苓的添加削弱了PVA分子间作用力,显著提高了断裂伸长率,由202.77%增加到398.82%,降低了拉伸强度,并且茯苓与PVA之间形成氢键,减少了水分对薄膜的溶解,薄膜溶解度由100%降到38.21%。随着茯苓质量分数的增加,薄膜的透光率下降,抑菌性得到增强。土壤降解实验表明茯苓/PVA共混膜具有良好的生物降解性。结论 制备的茯苓/PVA共混膜的力学性能和耐水性均得到提高,并且复合膜具有一定的抑菌性和可降解性。文中制备的复合膜为食品包装提供了理想选择。     

载Ag改性桑枝韧皮纤维素/聚乙烯醇复合膜的制备及表征

采用流延法制备了载Ag改性桑枝韧皮纤维素/聚乙烯醇（Ag-T-CMC/PVA）复合膜,并利用XRD、SEM、DSC等分析测试方法研究了该复合膜的结构和性能。结果表明:随着Ag-T-CMC含量增加,Ag-T-CMC/PVA复合膜的力学性能、耐水性及抗菌性能均有提高。当Ag-T-CMC与PVA质量比为2%时,力学性能达到最佳,拉伸强度提高了3.4%。SEM分析表明:Ag-T-CMC均匀分散于Ag-T-CMC/PVA复合膜中,表现出良好的相容性;随着Ag-T-CMC含量的增加,断层逐渐变得光滑平面,在Ag-T-CMC与PVA质量比为2%时,断层最光滑。吸水性能测试表明:Ag-T-CMC能明显降低Ag-T-CMC/PVA复合膜的吸水性。抑菌性能测试表明:Ag-T-CMC/PVA复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有一定的抑菌效果,且随着Ag-T-CMC含量的增大,抑菌圈直径变大,抑菌效果增强。      

载银聚乙烯醇/纳米晶纤维素/氧化石墨烯复合膜的制备及性能研究

首先通过溶液共混浇铸成膜法制备了聚乙烯醇/纳米晶纤维素/氧化石墨烯(PVA/CNC/GO)复合膜,随后将其浸泡在AgNO3的乙醇/水混合溶液中,通过PVA还原Ag+制得了负载Ag的PVA/CNC/GO复合膜。使用扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计和万能材料试验机等手段对复合膜的结构与性能进行表征,结果表明:当CNC和GO质量比为1∶2时,Ag负载量达到最大值9.51%。所制备的载Ag复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有优异的抗菌活性,同时具有良好的机械强度和耐水性。     

PVA-壳聚糖/有机累托石复合膜的结构与性能

目的将聚乙烯醇(PVA)引入壳聚糖(CS)/有机累托石(OREC)复合体系制备插层效果、力学性能、抗紫外老化及阻隔性能良好的插层纳米复合膜。方法利用溶液流延法制备PVA-CS/OREC系列复合膜,以XRD及SEM研究复合膜的插层结构及OREC在基体中的分散性,研究复合膜的力学性能、抗紫外辐射性及水蒸气透过性。结果 OREC及PVA添加量较少时可与CS形成良好的插层结构。当OREC质量分数为2%,PVA质量分数为10%时的复合膜(标记为PVA10-CS/OREC2)插层结构最好,OREC在CS及PVA基体中分散性最好,与OREC质量分数为2%且不含PVA的复合膜(标记为CS/OREC2)相比,拉伸强度提高42.2%,断裂伸长率提高30%,水蒸气透过量降低10.2%,复合膜经紫外辐射后拉伸强度保持率、断裂伸长保持率仍达82.5%及68.2%。结论 PVA10-CS/OREC2膜可作为医用膜和药品、食品等的包装材料。     

不同原料NCC对NCC/PVA复合膜性能的影响

分别以微晶纤维素、脱脂棉和漂白芦苇浆为原料,硫酸水解法制备纳米纤维素(NCC),与聚乙烯醇(PVA)简单共混流延成膜法制备NCC/PVA复合膜.m(NCC)/m总为7％时制备NCC/PVA复合膜,红外光谱分析结果表明复合膜中PVA分子链和NCC分子链间存在能提高两者相容性的氢键缔合作用力;热重分析结果表明复合膜的热稳定性与NCC热稳定性基本一致.扫描电子显微镜分析结果表明m(NCC)/m总为0.5％时制备NCC/PVA复合膜的表面和断面较为规整.3种原料中漂白芦苇浆NCC长径比最高(约为25),且m(NCC)/m总为0.5％时制备NCC/PVA复合膜拉伸强度最大,较PVA膜拉伸强度提高40.8％.3种原料NCC分别制备的3种NCC/PVA复合膜断裂伸长率,均较PVA膜断裂伸长率降低.随着m(NCC)/m总的增加,NCC/PVA复合膜透光率较PVA膜透光率降低;3种原料中微晶纤维素NCC/PVA复合膜透光率较PVA膜透光率降低最小.     

甘蔗渣微晶纤维素增强聚乙烯醇复合膜的性能研究

以甘蔗渣微晶纤维素(BCMC)作为增强材料,聚乙烯醇(PVA)作为基体,制备了BCMC/PVA复合膜材料,并对复合膜的结构、热稳定性能、力学性能进行了测试。结果表明,甘蔗渣微晶纤维素增强复合膜材料的热稳定性能和力学性能。当BCMC的质量分数为5%时增强效果最佳,与纯PVA膜相比,起始分解温度和最大重量损失率温度分别增加了11.71℃和36.86℃,拉伸强度提高了17.52%,断裂伸长率提高了29.58%。     

不同抗氧化剂对聚乙烯醇复合膜性能的影响

目的利用不同水溶性及脂溶性抗氧化剂对聚乙烯醇(PVA)进行改性,以期在改善复合膜综合性能的基础上,重点提升其抗氧化能力。方法以茶多酚、柠檬酸、BHT和维生素E为变量,甘油/聚乙烯醇为基底,研究不同水溶性及脂溶性抗氧化剂对复合膜形貌、力学性能、透光性、耐水性能及抗氧化能力的影响。结果加入适量的抗氧化剂后,薄膜各项性能均有所增强。其中,茶多酚/聚乙烯醇复合膜的力学性能最优,茶多酚(1.5%)/PVA复合膜的拉伸强度可达47.85 MPa,断裂伸长率为375.69%。该复合膜显著提高了紫外线的吸收率,同时73.93%的自由基清除率为研究薄膜中最高。结论采用茶多酚改性聚乙烯醇,不仅可提升复合膜的包装强度,增强其耐水性能,更能增强抗氧化能力,为食品保鲜提供了良好思路。     

Mechanical performance and biodegradability of polyvinyl alcohol nanocomposite films

This study investigated the mechanical properties and biodegradability of polyvinyl alcohol (PVA) composite films. 3 wt.%, 5 wt.%, and 10 wt.% microcrystalline cellulose (MCC), commercial grade cellulose nanocrystals (NCC_A), and nanocellulose (NCC_B) extracted from oil palm fiber (OPF) were incorporated into polyvinyl alcohol by solvent casting. Field emission scanning electron microscopy (FESEM) images indicated that the average particle size of microcrystalline cellulose, commercial grade cellulose nanocrystals, and nanocellulose extracted from oil palm fiber are 12.63 μm±5.71 μm, 502.92 nm±196.10 nm, and 79.20 nm±11.69 nm, respectively. Nanofillers dispersed uniformly in polyvinyl alcohol matrix. Addition of microcrystalline cellulose up to 5 wt.% was able to improve the ultimate tensile strength (UTS) and yield strength of polyvinyl alcohol composite films but sacrificed the maximum elongation. Incorporation of 5 wt.% nanocellulose extracted from oil palm fiber is able to increase ultimate tensile strength, yield strength, and elastic modulus while maintaining the maximum elongation of polyvinyl alcohol composite films. Incorporation of commercial grade cellulose nanocrystals (up to 10 wt.%) increases ultimate tensile strength, yield strength, and maximum elongation while maintaining elastic modulus of polyvinyl alcohol composite films. Soil burial test result found that presence of moisture accelerated the degradation of the polyvinyl alcohol composite films drastically; the films were fully dissolved in the soil after 7 days. However, the weight of polyvinyl alcohol composite films did not change significantly after 28 days under controlled condition. This indicated that soil moisture is an important catalyst in biodegradation activity of polyvinyl alcohol composite films. Comparison with a commercially available biodegradable plastic bag (Bio-PB) shows that the polyvinyl alcohol composite films developed in this study have superior mechanical performance and biodegradability, with potential to replace existing plastic bags.     

PCL/PVA/Nisin复合抑菌膜的制备和性能表征

目的 以可生物降解材料为成膜基材,添加天然抗菌物质,制备出复合抑菌薄膜,研究其各项性能,以期用于猪肉的保鲜。方法 以聚己内酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)为成膜基材,添加乳酸链球菌素(Nisin),通过流延法制备出复合抑菌膜。通过改变Nisin的含量,研究其对复合薄膜光学性能、力学性能及抑菌性能的影响。结果 Nisin质量为0.7 g的复合薄膜其保鲜效果最佳,可以明显抑制金黄色葡萄球菌的生长,贮藏7 d后pH值为6.8,保鲜时间是空白组的2倍;该含量的薄膜透光率为86.13%,拉伸强度为23.30 MPa。结论 Nisin质量为0.7 g的复合抑菌薄膜的综合性能最佳,该膜有较好的抑菌性能、光学性能和力学性能,可以延长猪肉的保鲜时间,对功能性包装膜的研究有一定的指导意义。     

茶多酚对壳聚糖/聚乙烯醇复合膜性能的影响

目的以茶多酚为改性剂对壳聚糖/聚乙烯醇复合膜进行共混改性,制备一种综合性能良好的绿色包装材料。方法采用溶液共混法制备不同茶多酚质量分数的壳聚糖/聚乙烯醇复合膜,并对其进行红外光谱分析,以及力学性能、水溶性、气体阻隔性、抗氧化性能的测试。结果茶多酚与壳聚糖/聚乙烯醇基质间发生了分子间相互作用,当茶多酚的质量分数为2%时复合膜的综合性能最好,拉伸强度提高了4.99%,且可保持较高的断裂伸长率,水溶性、水蒸气透过率和氧气透过率分别降低了82.43%,51.40%和72.77%,抗氧化能力增强了58.54%。结论添加适量的茶多酚能够提高壳聚糖/聚乙烯醇复合膜的力学性能和耐水性,并改善其气体阻隔性和抗氧化性能。     

柠檬酸/PVA抗菌薄膜性能的研究

目的研究柠檬酸添加量对聚乙烯醇薄膜性能的影响。方法将柠檬酸颗粒溶解到质量分数为10%的PVA母液中,通过流延法制备柠檬酸/PVA抗菌薄膜。结果添加柠檬酸可降低薄膜吸水性和溶解性,随着柠檬酸质量分数的增加,透湿系数减小。观察扫描电镜表明,柠檬酸在聚乙烯醇中溶解均匀。以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为指标的抗菌性能测试表明,柠檬酸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较强的抑制作用。结论柠檬酸的添加可降低PVA薄膜的吸水性、溶解性和水蒸气透过系数,并使薄膜具有抗菌性。     

聚乙烯醇/玉米秸秆微晶纤维素复合膜的制备与性能

采用玉米秸秆微晶纤维素(CSCMC)作为增强剂,生物可降解材料聚乙烯醇(PVA)作为基体,制备了PVA/CSCMC复合膜材料,并对复合膜的结构、热稳定性能、力学性能进行了测试。结果表明,玉米秸秆微晶纤维素可增强复合膜材料的热稳定性能和力学性能。当CSCMC的质量分数为10%时增强效果最佳,与纯的PVA膜相比,复合膜的起始分解温度和最大重量损失率温度分别提高了19.25℃和17.17℃,拉伸强度提高了37.91%,断裂伸长率提高了58.93%。     

聚乙烯醇/纳米零价铁复合膜的制备及性能

为了克服脱氧剂小袋包装与食品混装带来的工艺不足和安全问题,采用水热法制备了纳米零价铁（nZVI）,并将其与聚乙烯醇（PVA）进行溶液共混,制备了结构及阻氧性能更为优异的聚乙烯醇/纳米零价铁复合膜。利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TG）、差示扫描量热法（DSC）等对膜的结构和性能进行表征。结果表明：复合膜中PVA和nZVI实现了良好复合;加入nZVI后,复合膜的玻璃化温度（Tg）升高、热稳定性降低;随着nZVI含量的增加,复合膜的力学性能先增强后减弱,在nZVI质量分数为2%时,复合膜的抗拉强度和断后伸长率达到最大;复合膜的氧气透过系数随着nZVI含量的增加呈现先减小后增大的趋势,在nVZI质量分数为3%时,复合膜的氧气透过系数最小。在复合膜中,nZVI和PVA的羟基之间能形成一种强的相互作用,改善了复合材料的结构和性能,但nZVI及其表面部分氧化的变价铁催化加速了PVA的热降解。     

EGCG掺入聚乙烯醇/壳聚糖复合薄膜的制备与表征

为了研制一种综合性能更好的环境友好型活性包装材料,以聚乙烯醇和壳聚糖为基材,以表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）为改性剂,制备了含不同质量分数EGCG的PVA/CS/EGCG复合薄膜。利用紫外-可见分光光度计对复合薄膜紫外光屏蔽性进行表征分析;并对复合薄膜的厚度、色差、光透性、力学性能、抗氧化特性和抗菌活性进行测定。实验结果表明：EGCG的掺入降低了复合薄膜的亮度,使薄膜具有出色的紫外线阻隔性能;提高了复合薄膜的拉伸强度且保持了较高的断裂伸长率;DPPH自由基清除活性随着EGCG添加量的增加而明显提升,说明复合薄膜的抗氧化性显著增强;复合薄膜的抗菌性能得到显著提升,EGCG质量分数为5%的复合薄膜的抑菌率达到92.58%。