响应面法优化纳米SiO_2改性大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜工艺

为增强大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜的综合性能,以纳米SiO2含量、分散剂聚乙烯基吡咯烷酮(PVPK-30)的含量、膜液pH值为影响因子,以薄膜拉伸强度、断裂伸长率、透光率、吸水率为主要评价指标,通过响应曲面试验确定纳米SiO2改性大豆蛋白/聚乙烯醇复合膜的最佳工艺条件。试验结果表明:当加入1.75%的SiO2纳米粒子(占大豆蛋白和PVA干重),1.20%的PVP(占纳米粒子干重),膜液的pH值控制在5.50时,复合薄膜的综合性能最好;与原大豆蛋白/PVA复合膜相比,改性后薄膜的抗张强度由4.61 MPa增加到9.76 MPa,断裂伸长率由64.98%提升到92.76%,透光率由15.54%升到24.12%,而吸水率由46.37%略降到45.28%。本试验为大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能的改善以及生产应用提供理论和试验基础。     

纳米SiO2改性玉米淀粉/聚乙烯醇复合薄膜研究

以薄膜拉伸强度、断裂伸长率、透光率和吸水率为主要指标,通过单因素试验和正交试验研究纳米SiO2改性玉米淀粉/聚乙烯醇复合薄膜的工艺条件,以改善玉米淀粉/聚乙烯醇复合薄膜的物理性能。试验结果表明:纳米SiO2含量,分散剂种类及含量,膜液pH对膜的性能均有影响。适宜的工艺参数为:纳米SiO2最佳含量2.0%,最佳分散剂聚丙烯酰胺含量1.5%,膜液最佳pH 5.0。     

增强剂对大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能的影响

以薄膜拉伸强度、断裂伸长率、透光率、吸水率为评价指标,通过隶属度函数综合评分方法,研究了增强剂对大豆蛋白/聚乙烯醇复合薄膜性能的影响。实验结果表明:与对照组相比,添加可溶性淀粉,薄膜吸水率显著降低,透光率明显增大,但薄膜拉伸强度和断裂伸长率略有减小;添加羧甲基纤维素钠(CMC-Na),薄膜拉伸强度和吸水率明显增大,断裂伸长率明显减小,透光率几乎没有变化;加入明胶,薄膜的拉伸强度增大不明显,断裂伸长率和透光率均有显著提高,吸水率明显减小,当明胶浓度为0.200%时,薄膜综合性能最佳,拉伸强度为4.69MPa,断裂伸长率为45.65%,透光率为13.78%,吸水率为47.21%。     

纤维素纳米纤维对聚乙烯醇复合膜性能的影响

采用TEMPO氧化法制得直径4~10 nm,长径比达100以上的蔗渣纤维素纳米纤维（CNF）,并利用CNF与聚乙烯醇（PVA）制备CNF/PVA复合膜,研究了添加甘油或聚乙二醇（PEG-400）对CNF/PVA复合膜透光率及力学刚性性能的影响。结果表明,CNF/PVA复合膜能兼具纯CNF膜的高机械强度和纯PVA膜的高延展性,CNF含量为25%的CNF/PVA复合膜在400~700 nm波长范围内的透光率达90%以上,杨氏模量为4.72 GPa的同时断裂伸长率可达6.92%;添加甘油或PEG-400会降低膜的机械刚性而提高膜的拉伸性能,两者均会降低膜的透光度。     

柚皮纳米微晶纤维素的制备及其用于改进羧甲基淀粉膜性能的研究

以柚皮纤维素为原料,采用硫酸酸解法制备柚皮纳米微晶纤维素,对纳米微晶纤维素的形貌、结晶结构进行表征分析,以复合膜表面形貌、力学性能、水蒸气透过率和透光率为指标,研究不同添加量柚皮纳米微晶纤维素对羧甲基淀粉膜性能的影响。研究发现：柚皮纳米微晶纤维素为长度为60~180 nm,直径为3~15 nm的棒状晶体;X-射线衍射表明其仍为纤维素I型结构;复合膜电镜图光滑平整;纳米微晶纤维素添加量为5%时,复合膜的拉伸强度较原膜提高最大（52.22%）;而随着纳米微晶纤维素的添加,复合膜的断裂伸长率呈下降趋势;当添加量为7%时,复合膜水蒸气透过率降低最大（23%）;纳米微晶纤维素的添加量大于3%时显著降低复合膜的透光率,但未改变原膜在不同波长下的透光率。因此,添加柚皮纳米微晶纤维素能有效改善复合膜的性能,制备出综合性能优良的羧甲基淀粉复合膜。     

应用于空心胶囊氧化魔芋葡甘聚糖-马铃薯淀粉复合膜制备及性能测试

魔芋葡甘聚糖(KGM)氧化改性后与马铃薯淀粉复配,用于制备新型植物空心胶囊。该文通过正交试验分析了氧化魔芋葡甘聚糖(OKGM)/马铃薯淀粉配比、胶液浓度、反应温度和反应时间对制备OKGM–马铃薯淀粉复合膜的影响。结果显示制备复合膜的最佳工艺参数为:OKGM/马铃薯淀粉配比1∶3、胶液浓度1.25%、反应温度60℃、反应时间3 h;此条件下制备的复合膜拉伸强度为20.8 MPa,断裂伸长率为21.3%,透光率为21.9%,透湿系数为5.1×10–9g/(mm·h·mmHg),吸湿量为7.6%,水滴渗透时间为33 min/mm。     

改性纳米TiO2对纤维素包装膜性能及结构的影响

本文利用氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)溶解纤维素,并与改性、未改性的纳米TiO2进行共混,采用溶胶-凝胶法制备可降解纤维素包装膜.通过红外光谱对改性前后纳米材料的结构进行表征,测试纤维素包装膜的拉伸强度及断裂伸长率,并进行热失重分析;使用扫描电镜和原子力显微镜观察其表面结构.结果表明:改性纳米TiO2比未改性纳米材料在纤维素膜中的分散更均匀,当改性纳米TiO2与纤维素混合比例为0.5∶100时,纤维素包装膜的拉伸强度和断裂伸长率分别为25.6MPa和125％,较加入未改性纳米TiO2的纤维素膜拉伸强度提高了1.45倍,断裂伸长率是原来的1.35倍.     

改性蒙脱土/PVA/淀粉复合膜的制备及其抗菌性能

采用高温灼烧法制备纳米氧化铜蒙脱土(MMT-CuO),然后用十四烷基二甲基苄基氯化铵(1427)进行蒙脱土的阳离子改性。以聚乙烯醇(PVA)、红薯淀粉为基材,甘油为塑化剂,蒙脱土为抑菌剂和强化剂,制备改性蒙脱土/PVA/淀粉复合膜。结果表明,随着未改性蒙脱土的含量增加,复合膜的抗拉强度也逐渐增加,添加量为8%时,膜的抗拉强度为(7.132±0.201)MPa,断裂伸长率为(145.747±5.039)%;季铵盐改性MMT-CuO的添加量的增大,膜的拉伸强度变化不显著,但是断裂伸长率、水溶性和水蒸气透过性均降低,改善了膜的水溶性和水蒸气透过性;改性蒙脱土可以提高膜的抗菌性,尤其对金黄色葡萄球菌,这种复合改性蒙脱土在抗菌包装上具有潜在应用价值。     

纳米微晶纤维/聚乙烯醇复合薄膜的制备及性能

采用蔗渣为原料制备出粒径大小为20～50nm的纳米微晶纤维素(NCC),并用溶胶/凝胶方法制备出不同NCC含量的纳米微晶纤维素/聚乙烯醇(NCC/PVA)复合薄膜,重点研究了NCC加入量对复合薄膜综合性能的影响。结果表明,NCC的加入能使薄膜的热稳定性有所提高,当NCC的添加量在0.5%时,聚乙烯醇薄膜的拉伸强度提高了115%,吸水性降低了12.0%,断裂伸长率减少了68%。     

紫外照射下聚己二酸/对苯二甲酸丁二醇酯/纳米复合膜的性能和纳米成分的迁移

为探究紫外光（ultraviolet,UV）照射对聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（poly (butyleneadipate-co-terephthalate),PBAT）的影响,本实验研究了PBAT/纳米ZnO和PBAT/纳米TiO2复合膜的性能及纳米成分在UV照射前后向3 g/100 mL乙酸溶液迁移的情况,并通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射表征并分析变化原因。结果表明,未经UV照射时,两种纳米颗粒的加入对复合膜阻隔性的影响较小,纳米ZnO使复合膜的拉伸强度下降22.88%～40.99%,断裂伸长率下降至纯PBAT的86.07%～90.98%,最大迁移量为11.82 mg/kg。纳米TiO2的加入对复合膜的拉伸强度影响较小,断裂伸长率下降至纯PBAT的73.48%～87.18%,未检测到其迁出（方法检出限为0.009 mg/kg）。随UV照射时间延长,复合膜的断裂伸长率和拉伸强度均逐渐降低,但相同照射时间下,PBAT/纳米ZnO力学性能的下降程度低于纯PBAT和PBAT/纳米TiO2。在UV照射2 d后,复合膜的透氧系数显著增大（P＜0.05）,透湿系数变化较小;纳米ZnO的最大迁移量为16.66 mg/kg,而仍未检测到纳米TiO2迁出;且复合膜酯键断裂,结晶度降低,表面变得粗糙,产生破裂的孔洞。综上,UV照射破坏了PBAT纳米复合膜的结构,使其性能降低,纳米ZnO可在一定程度上抑制复合膜力学性能的下降,但其迁移量会逐渐增加。     

改性壳聚糖复合膜的制备及优化

以壳聚糖为原料经改性制备的巯基化壳聚糖为成膜基质,再添加结冷胶、甘油、氯化钙和纳他霉素,通过流延成膜制备复合膜。以膜的拉伸强度、断裂伸长率、水蒸汽透过率以及透光率为考查指标,对结冷胶、甘油、氯化钙和纳他霉素进行单因素实验,然后通过Plackett-Burman（PB）试验和最陡爬坡试验确定对膜拉伸强度影响显著的因素以及最佳试验范围。最后以拉伸强度为评价指标进行响应面试验,得出二次响应预测模型,优化出了复合膜的最佳配比。结果表明:单一壳聚糖膜拉伸强度为0.928 MPa,但断裂伸长率仅为5.91%;单一巯基化壳聚糖膜拉伸强度仅为0.350 MPa,断裂伸长率为14.47%。当基础膜液中巯基化壳聚糖0.20 g,改性条件为结冷胶0.18 g,甘油1.00 g,氯化钙0.17 g,纳他霉素0.01 g时,复合膜的拉伸强度最大,达到4.986±0.087 MPa;改性壳聚糖复合膜的拉伸强度得到显著提高（P<0.05）。本研究结果为改性壳聚糖复合膜的制备、复合膜综合性能提高以及在食品保鲜领域的应用提供理论支撑。     

淀粉-聚乙烯醇-大豆蛋白改性蒙脱土复合薄膜的结构与性能研究

通过大豆蛋白对天然蒙脱土进行改性,制备淀粉-聚乙烯醇-大豆蛋白改性蒙脱土复合薄膜。利用X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)分析其结构,并且对复合薄膜的机械性能和水蒸气阻隔性能进行了研究。结果表明,当蒙脱土经大豆蛋白改性,黏土层之间的分子间力降低;淀粉、聚乙烯醇、黏土层间的相容性增加,这导致黏土片层在聚合物基质中更好的分散,形成了剥离程度较高的纳米结构。纳米结构的形成,使淀粉/聚乙烯醇薄膜水蒸气透过性显著下降,拉伸强度增加,断裂伸长率下降。     

纳米氧化锌绿色包装膜的制备及性能研究

添加不同质量的纳米氧化锌制备复合膜,对复合膜的拉伸强度、断裂伸长率及透湿量进行测定,同时测定常见的几种传统塑料包装膜(BOPA/LDPE复合膜、BOPP/LDPE复合膜、BOPA/CPP复合膜)的相应指标。结果表明,随着复合膜中纳米氧化锌含量的增加,复合膜的断裂伸长率明显降低,透湿量随着纳米氧化锌含量的增多逐渐增大。将纳米氧化锌含量1%的复合膜与常见的传统塑料包装膜进行比较,该复合膜在拉伸强度、断裂伸长率及透湿量三项指标上均不及传统塑料薄膜,但纳米氧化锌复合膜透湿量变化率在所有材质中最大,该结果为后续该类纳米氧化锌复合膜在特定食品包装上的应用提供了一定的理论支撑。     

绿豆淀粉/PVA复合膜的制备及性能研究

采用流延法,制备一种含绿豆淀粉与聚乙烯醇(PVA)复合膜,并对其性能进行评价。采用单因素实验研究了绿豆淀粉与PVA比例、交联剂、增塑剂等因素对膜性能的影响,并利用正交实验法对绿豆淀粉与PVA质量比、增塑剂用量和交联剂用量进行的优化。结果表明,以绿豆淀粉∶PVA质量比、甘油和乙二醛的质量分数分别为7∶3(g/g)、20%、8%制备的膜的拉伸强度、断裂伸长率、透光率最佳,分别为(17.3±0.25)MPa、112%±2.15%、28.2%±0.23%。     

PVC/PVA复合膜材料的制备及其性能研究

为了改善聚氯乙烯(PVC)树脂的亲水性和耐热稳定性,本文采用聚乙烯醇(PVA)对其进行共混改性,制备了PVC/PVA复合膜材料,考察了PVA用量对PVC/PVA复合膜材料亲水性、耐热稳定性以及力学性能的影响。实验结果表明,随着PVA用量的增加,PVC/PVA复合膜材料的接触角从58.6°下降到37.2°,起始热分解温度从78.5℃增加到134.8℃,最大热分解温度从260.2℃提高到285.6℃,PVC/PVA复合膜材料的抗张强度和断裂伸长率均先增大后减小。其中PVA的用量为10%时,复合膜材料的抗张强度和断裂伸长率均最大,分别为7.5 MPa和5.8%。     

麻混纺织物的纳米溶胶改性效果分析

研究菠萝叶纳米纤维素协同SiO_2溶胶对麻混纺织物的改性效果。测试了不同浓度菠萝叶纳米纤维素协同整理纳米SiO_2溶胶改性麻混纺织物前后的厚度、断裂强力、弯曲性能、透气率和折皱回复角。结果表明:随着菠萝叶纳米纤维素质量分数的增加,纳米SiO_2溶胶改性麻混纺织物的厚度增加,断裂强力和折皱回复角先增后降,弯曲性能增强,透气率下降。认为:采用质量分数为0.5%的菠萝叶纳米纤维素协同纳米SiO_2溶胶改性麻混纺织物后,织物的综合性能改善效果较好。     

响应面法优化KGM-TiO_2复合薄膜的拉伸性能

以魔芋葡甘露聚糖(KGM)和纳米TiO2为原料,制备KGM/TiO2复合薄膜,研究制备工艺对复合薄膜性能的影响。以拉伸强度、断裂伸长率为评价指标,探讨了KGM溶胶浓度、甘油用量、pH、干燥温度对KGM薄膜特性的影响,在单因素实验的基础上,采用响应面分析法,优化了KGM薄膜的制备工艺,在此基础上,制备KGM/TiO2复合薄膜并考察TiO2掺杂比对复合薄膜性能的影响。建立了拉伸强度、断裂伸长率的回归模型,优化后的制备工艺条件为:KGM浓度1%、甘油添加量0.45%、pH10、干燥温度71℃。TiO2的掺入能有效提高KGM薄膜的断裂伸长率,对薄膜的力学性能有所改善,当TiO2掺杂比为0.003%时,复合薄膜性能良好。     

改性聚乙烯醇/纳米银柔性应力传感器的制备及性能研究

文章以聚乙烯醇(PVA)为基材,利用端氨基超支化聚合物(HBP-NH2)对其进行改性,并基于HBP-NH2诱导原位调控生成纳米银的功能,在改性PVA中组装纳米银,制备了改性PVA/纳米银柔性应力薄膜传感器。研究了改性前后PVA的化学结构,以及改性PVA/纳米银薄膜的力学性能和拉伸传感性能,结果表明:以丁二酸酐为中间体可以有效将HBP-NH2接枝到PVA大分子链上,改性后的PVA薄膜断裂伸长率达到341%左右,同时HBP-NH2在分子间的交联使得改性PVA薄膜具有良好的拉伸回复性和耐疲劳性。在拉伸形变过程中薄膜的电阻值发生显著变化,随着伸长率的增加呈线性增长,且具有良好的循环稳定性,可用作柔性人体运动监测。     

增塑剂对壳聚糖/纳米蒙脱土复合膜物理性能的影响

研究了增塑剂(甘油、聚乙二醇400、山梨醇)对壳聚糖/纳米蒙脱土复合膜物理性能的影响。结果表明:加入增塑剂对复合膜的性能有显著的影响,可降低膜的拉伸强度和透光率,显著提高膜的断裂伸长率,并增大了膜的水蒸气透过率和吸水率。     

Fe~(3+)交联海藻酸钠/聚乙烯醇/SiO_2纳米复合膜的制备及性能研究

以海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)、二氧化硅为原料,FeCl_3为交联剂,制备了Fe~(3+)交联的SA/PVA/SiO_2纳米复合膜,分析了交联剂Fe~(3+)的含量对复合膜力学、结构性能的影响。对复合膜的颜色、厚度和透光度进行观察和测量,并通过拉伸、热重测试对复合膜的力学性能、热力学性能进行研究,通过X-射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对复合膜进行结构分析,最后对复合膜的水蒸气透过率进行了测量。结果表明,当Fe~(3+)含量大于2.0 mg时,海藻酸钠复合膜的力学性能得到了很大的提升,断裂伸长率(E)提高了50.8%,最高拉伸强度(Ts)提升到了77.8%,拓宽了该共混膜在食品包装领域的应用。