玻璃纤维/聚乳酸复合包装薄膜的制备及表征

目的添加适量的玻璃纤维(GF)改善聚乳酸(PLA)的力学性能以适应产品的包装。方法聚乳酸与玻璃纤维共混制备复合包装材料,为了增加2种物质的相容性,加入KH550改性玻璃纤维以增强材料的力学性能。测试该复合材料力学性能、透光率、红外谱图,并用扫描电子显微镜观察复合包装材料的断面形貌。结果聚乳酸中添加一定量的玻璃纤维后,复合薄膜的力学性能增强。添加质量分数为15%的玻璃纤维,薄膜的拉伸强度最大;添加质量分数为25%的玻璃纤维时,冲击强度最大;用质量分数为1%的KH550偶联剂改性玻璃纤维,明显增强了GF和PLA的相容性,拉伸强度明显提高;GF所占比例愈大,GF/PLA复合薄膜材料的透光率越低,雾度越高,对包装材料的可视性有一定的影响。结论玻璃纤维具有超强的增强效果,其在改善聚乳酸脆性方面具有显著的意义和广阔的发展前景。     

聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装薄膜的研究及其在西兰花保鲜中的应用

在能源危机和环境恶化的双重压力下,食品包装逐渐朝着节能环保方向转型。聚乳酸(PLA)因原料可再生且降解性能优异而成为绿色食品包装材料的主力军,用同样具有生物降解性的高强度填充粒子纳米纤维素(NCC)改性聚乳酸,不仅能获得一种高性能复合包装材料,而且还符合可持续发展的时代潮流。本文以聚乳酸为基材、纳米纤维素为改性剂、聚乙二醇(PEG)为界面相容剂,制备得到一系列可降解食品包装薄膜。研究了纳米纤维素含量对复合薄膜表面形貌、热性能、力学性能、渗透性能以及透光性能的影响,考察了不同薄膜包装对西兰花常温贮藏的保鲜效果,并探索了聚乙二醇和纳米纤维素对聚乳酸复合材料降解性能的影响及作用机理。主要研究结果如下:1.采用溶液浇铸法制备一系列不同纳米纤维素含量的聚乳酸/纳米纤维素复合薄膜。利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)观察薄膜的表面形貌,发现当纳米纤维素添加量小于4wt%时可被聚乙二醇完全包裹并在聚乳酸中均匀分散……2.分别用纯聚乳酸薄膜、PLA/N0/P10复合薄膜以及PLA/N2/P10复合薄膜包装西兰花…….3.将纳米纤维素和聚乙二醇以不同比例与聚乳酸熔融共混制备聚乳酸/纳米纤维素复合材料,随后进行为期60天的模拟体液降解实验……     

PLA与NCW复合包装薄膜的形貌与性能研究

为了改善生物可降解包装膜聚乳酸(PLA)的脆性,提高其阻隔性能,制备PLA/纳米微晶纤维素晶须(NCW)复合包装薄膜。采用流延法制备不同配比的PLA/NCW可降解复合包装薄膜,研究复合薄膜的表面形貌、力学性能和阻隔性能等。通过原子力显微镜测试(AFM)可看出NCW在PLA基中的分散情况随着NCW含量的增加而变得不均匀,导致膜表面变得粗糙。力学性能测试表明,当NCW含量为1wt%时,复合薄膜的拉伸强度、断裂伸长率、拉伸模量达到最大值。通过阻隔性能测试发现,随着NCW的加入,复合薄膜的水蒸气和氧气渗透性降低。透光度测试结果说明,加入NCW使复合薄膜的透光率减低。PLA/NCW可降解复合薄膜最佳配比为1wt%。     

氧化纳米纤维素增强再生纤维素全纤维素复合薄膜的制备及性能

以2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)氧化松木粉纳米纤维素(TOCNs)为增强相、α-纤维素粉制备再生纤维素(RC)为基体,采用溶胶-凝胶法制备氧化纳米纤维素增强再生纤维素(TOCNs/RC)全纤维素复合薄膜。对不同TOCNs添加量下TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的力学性能、光学性能、氧气阻隔性能和热稳定性能进行研究,并通过FTIR、SEM、TEM、XRD和流变仪对TOCNs和TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的结构、形貌及纤维素溶液流变性能进行表征。结果表明,TOCNs添加量对TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的力学性能有显著影响,当TOCNs添加量(与纤维素基体的质量比)为1.0%时,TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的拉伸强度和断裂能分别可达134.3 MPa和21.51 MJ·m?3,具有最佳的综合力学性能;TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的透光率随TOCNs添加量的增加而下降,雾度随TOCNs添加量的增加而增大,但仍保持较高的透光率(>85%)和较低的雾度(<14%);TOCNs/RC全纤维素复合薄膜还具有优异的氧气阻隔性,TOCNs添加量为1.6%时,其透氧系数仅为1.47×10?17cm3·cm/cm2·s·Pa。TOCNs/RC全纤维素复合薄膜有优于一般塑料薄膜的拉伸强度和氧气阻隔性,并有可媲美于塑料薄膜的透明度,可作软包装复合材料的强度层和阻隔层,在绿色高性能包装材料领域具有广阔的应用前景。      

静电纺丝法制备PLA/CNCs纳米复合薄膜及其性能研究

采用静电纺丝法成功将纳米纤维素晶体(CNCs)植入聚乳酸(PLA)基体中,制备出网状结构的绿色纳米复合材料,并探讨了PLA/CNCs薄膜的微观形貌、结晶度、热学性能和机械性能随CNCs添加量的变化趋势。结果表明,随着CNCs添加量的增加,静电纺PLA/CNCs纳米复合材料薄膜珠状纤维减少,纤维直径增大;纳米复合纤维薄膜的结晶度提高了87.9%;纳米复合纤维薄膜的最大热解温度由369.36℃提升到380.02℃;纳米复合纤维的拉伸性能随CNCs添加量的增加而显著提高,CNCs添加量为11%(质量分数)时得到的最大拉伸力和拉伸强度最大分别为3.76N和4.58MPa,与纯PLA薄膜相比分别提高了289%和159%。     

基于Pickering乳液技术制备高强度和高透明的纤维素纳米纤维/聚苯乙烯复合材料

利用纤维素纳米纤(CNFs)稳定的油相中含有聚苯乙烯(PS)的O/W型Pickering乳液凝胶,经进一步真空过滤、溶剂洗涤和热压过程制备了CNFs增强的PS(CNFs/PS)复合材料。所得的C-CNFs/PS复合薄膜材料具有独特的多尺度的三维交联网络结构。其中,大部分PS以鹅卵石状镶嵌在微米级的三维交联网络结构中,而其则由初始的相互缠结交联的CNFs与少量PS形成的CNFs/PS复合片层构成。所得的复合材料具有良好的热稳定性、优异的透明性和力学性能。当CNFs的含量为48%时,其最佳拉伸强度为63 MPa,与纯PS相比,提高了约4.5倍,同时在600~800 nm的波长范围内保持约87%的优异透光率。     

接枝细菌纤维素改性聚乳酸复合材料的制备与性能

聚乳酸(PLA)作为新型的绿色友好材料有非常广阔的应用前景。为有效解决PLA韧性差、结晶速率低等问题,本文提出了以纤维素改性PLA的方法。首先以细菌纤维素(BC)为底物,使L-丙交酯(LLA)在其表面进行原位开环聚合,得到了BC-g-PLA接枝产物;然后将该接枝产物作为增韧剂添加到PLA中,采用溶液浇筑的方法制备得到复合薄膜材料。结果表明：溶液接枝法的反应效率比熔融接枝法更高,接枝率可达到76.60%;通过FTIR、核磁共振波谱仪与XRD对接枝产物进行结构测试,证实了PLA成功接枝到BC表面;通过偏光显微镜观察复合薄膜材料晶体形貌发现BC-g-PLA作为异相成核剂,添加量为0.6%时,对球晶的均匀细化程度最高;通过力学性能测试发现,PLA薄膜增韧改性后断裂伸长率可提高175%,拉伸强度可提高22.7%;通过差示扫描量热仪测试复合薄膜材料的结晶性能,结晶度从未改性的2.53%提高到13.26%,结晶速率也有所增加。     

热塑性淀粉/NCC纳米复合薄膜的制备及性能

先用硫酸水解微晶纤维素制得纳米纤维素晶体(NCC),再用溶液浇铸成膜法制得甘油塑化热塑性淀粉/NCC纳米复合薄膜,并考查NCC含量对纳米复合薄膜性能的影响.结果表明:当NCC含量小于9%时,拉伸强度和断裂伸长率均随NCC含量增加而增大,热稳定性也增强;当NCC含量增加到12%时,力学性能和热稳定性反而变差.添加不同含量NCC后,纳米复合薄膜的吸水率没有明显改变,透光率有所降低.     

纳米纤维素晶须对聚乳酸薄膜的结构和力学及阻隔性能的影响

为了改善聚乳酸(PLA)薄膜的韧性和阻隔性能,文中利用流延法制备了不同配比的PLA/纳米纤维素晶须(NCW)复合薄膜,并对其结构、热性能、力学及阻隔性能进行了研究。研究发现,NCW加入后,在PLA基体中分散不均,添加3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTS)为界面改性剂后,其在基体中的分散性明显改善;NCW的加入会提高薄膜的玻璃化转变温度、结晶温度和熔融温度,对PLA的结晶有促进作用,并能明显提高薄膜的热稳定性;NCW加入后,会导致薄膜的拉伸强度和模量的降低,但当APTS添加后,薄膜的强度和模量有所改善,薄膜的断裂伸长率会随着NCW含量的增加而明显增大;另外,NCW的添加有助于薄膜阻隔性能的提高。     

利用废弃滤纸制备纳米纤维素/聚乙烯醇包装复合材料

目的研究利用机械法处理废弃滤纸浆制备功能性包装复合材料的可行性。方法采用研磨和高压均质的方法,分别从未处理和乙酸预处理废弃滤纸浆中分离出2种不同尺寸的纤维素纳米纤丝(CNFs),悬浮液抽滤成膜,并采用浸渍法制备2种CNFs/PVA复合膜,对其力学性能和透光率进行测试。结果通过场发射扫描电镜(SEM)观察,未处理滤纸浆的纤维素纤丝直径分布在300~500 nm之间,乙酸预处理后纤丝直径明显减小,主要分布在60~100 nm之间。乙酸预处理滤纸CNFs/PVA复合膜具有较好的力学性能和透明性,其中拉伸强度高达90.45 MPa,较PVA提高了201%,透光率为81.3%,较PVA降低10.3%。结论对2种方法制备的CNFs/PVA复合材料性能比较表明,经乙酸预处理后的滤纸CNFs膜性能明显提高,其对PVA的增强效果更佳,可以作为高强度、高透明包装材料使用。     

改性木质素/PBAT复合包装膜的研究

目的 将硅烷化木质素（SAL）与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）共混制备包装性能更为优良的SAL/PBAT复合包装膜,使其在包装领域应用更广。方法 通过对木质素进行硅烷化改性,以咪唑作为中间体,将叔丁基二甲基氯硅烷（TBDMSCl）接枝到木质素的羟基上制备SAL,并将SAL与PBAT进行熔融共混吹塑成膜,探讨其对包装膜的力学和阻隔等性能的影响。结果 与纯PBAT膜相比,SAL/PBAT复合包装膜拉伸强度提高了31.0%,断裂伸长率降低了37.4%,弹性模量提高了529.7%,氧气透过率降低了39.4%,水蒸气透过率降低了42.4%。结论 改性木质素与PBAT复合能够产生协同效应,可以有效改善SAL/PBAT复合包装膜的力学和阻隔性能。     

抗氧剂/光稳定剂对3D打印光致变色木塑复合材料性能的影响

功能性光致变色木塑复合材料(PWPC)使用寿命通常较短,因此本研究将抗氧剂1010和光稳定剂770引入到PWPC中,以改善复合材料的力学和耐光疲劳等性能。采用熔融共混法制得杨木粉/聚乳酸(WF/PLA)基光致变色复合材料,通过熔融沉积技术(FDM)打印成型,对制备的WF/PLA复合材料力学、界面相容性、热稳定性和耐光疲劳性能进行分析表征。与WF/PLA复合材料相比,当只添加抗氧剂1010时,WF/PLA复合材料拉伸、弯曲和冲击强度分别提高了42.58%、23.25%、6.52%;只添加光稳定剂770时,WF/PLA复合材料拉伸强度提高,弯曲强度和冲击强度均下降。当抗氧剂1010与光稳定剂770以质量比为1∶1添加到WF/PLA复合材料中时,在这两种助剂的协同作用下,WF/PLA复合材料的拉伸强度提高了1.8%,弯曲和冲击强度分别减小了9.3%和22.1%,相比于其他复配体系样品,力学性能降低幅度最低。此外,与WF/PLA复合材料相比,抗氧剂1010与光稳定剂770质量比为1∶1的WF/PLA复合材料的热降解性能和耐光变疲劳性能得到改善,质量损失为5%时的温度为219.84℃。老化第10天,其表面颜色变化值ΔE由5.3增至6.7,增加了26.7%。      

聚乳酸/酯化纤维素纳米晶体共混膜性能研究

以聚乳酸（PLA）为基体,酯化纤维素纳米晶体（ECNC）为添加剂,制备了PLA/ ECNC共混膜。探讨了原始纤维素纳米晶体（CNC）与ECNC对PLA膜的透光率、表面形貌、热稳定性、亲疏水性及力学性能的影响。结果表明,与CNC相比,ECNC与PLA的相容性提高,透光率、热稳定性及力学性能也显著增强;经酯化的纤维素纳米晶体能降低CNC的亲水性,从而增强与PLA的界面黏合力,使CNC在PLA共混膜中的质量分数由小于1%提高到5%。该PLA/ECNC共混膜在包装塑料领域具有潜力,为制备出性能更加优良的可降解包装用塑料提供了一种简单可行的方法。     

不同水滑石含量聚乳酸抗菌膜的性能研究

目的 制备水滑石/聚乳酸复合抗菌膜,合成一种广谱的抗菌材料,为食品包装领域提供更广阔的应用前景.方法 以锌铝水滑石(ZnAl-LDH)和对羟基苯甲酸(p-hydroxybenzoic,PHBA)为抗菌材料,采用焙烧还原法得到对羟基苯甲酸插层水滑石(ZnAl-PHBA-LDH),通过溶剂挥发法制备不同浓度的ZnAl-PHBA-LDH/聚乳酸抗菌膜(ZPL/PLA),并研究膜的表观形貌、力学性能、抗菌性能和降解性能.结果 ZPL/PLA整体表观良好,随着ZnAl-PHBA-LDH浓度的增加,其拉伸强度和弹性模量也随之提高,断裂伸长率逐渐降低.当ZnAl-PHBA-LDH的质量分数为15％时,ZPL/PLA对金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的抑菌圈直径分别为12.35,11.24 mm,具有较强的抗菌作用,并且ZPL/PLA在自然条件下可以正常降解.结论 ZPL/PLA有良好的抑菌性能,是一种新型绿色环保抗菌材料.     

RGO/PHBH复合包装膜的制备及其抗静电性研究

目的 赋予聚羟基丁酸-羟基己酸酯(PHBH)包装膜优良的抗静电性能,使其在包装领域具有更广泛的应用.方法 通过抗坏血酸(Vc)还原氧化石墨烯(GO),制备还原氧化石墨烯(RGO)/PHBH包装膜,探讨包装膜的阻氧、防紫外及抗静电性能.结果 包装膜的氧气透过量最低可达到20 cm3/(cm2?d?Pa),紫外光透过率均小于40％,表面电阻由纯膜的29 GΩ大幅下降至0.25 MΩ.结论 与纯PBBH包装膜相比,RGO/PHBH复合包装膜的阻氧及抗紫外性能较高,并具有优良的抗静电性能.     

复合材料包装箱模块化设计与成型技术研究

目的 为了满足复合材料包装箱在交通运输方面的更多需求,本文研究出一种轻质、高强、耐腐蚀、防霉、安装轻便快捷的复合材料包装箱制造技术。方法 本文通过包装箱设计与仿真分析、产品表征等工序开展研究,将包装箱设计成4种16块单元面板,通过材料筛选、模具设计、单元件成型工艺研究,完成面板制作,并进行单元件质量称量、力学性能表征试验。结果 包装箱总质量较同规格金属箱子质量减少70%以上,力学测试结果显示实际弯曲强度较理论值高85.41%,泡沫加强筋平拉强度较理论值高出15.08%。结论 研究结果表明模块化复合材料包装箱满足设计要求。     

石墨烯/低密度聚乙烯复合膜的制备及性能

目的以石墨烯/低密度聚乙烯(LDPE)复合包装材料为研究对象,讨论石墨烯、石墨烯微片对低密度聚乙烯薄膜力学性能、颜色、透光率及透氧率的影响。方法使用熔融共混方法制备不同石墨烯质量分数的石墨烯/LDPE复合材料,检测并比较其性能变化。结果石墨烯以及石墨烯微片的加入,使LDPE薄膜的弹性模量提高了9%~50%,横纵向拉伸强度提高了2%~30%,透光率降低了10%~60%,透氧率提高了10%~15%。结论由于石墨烯比表面积大、刚性高,对LDPE材料的拉伸强度、弹性模量等力学性能有明显改善,同时可提高薄膜透氧率,加深LDPE材料的颜色,降低薄膜透光率。     

热塑性淀粉/高密度聚乙烯复合材料的制备及性能研究

目的 总结近年来有关植物纤维增强聚乳酸发泡材料研究的相关文献,为聚乳酸发泡材料的制备及性能研究提供参考。方法 按照发泡方法进行分类,介绍采用不同发泡方法制备植物纤维/聚乳酸复合发泡材料的性能,重点综述采用超临界CO2发泡法时,添加植物纤维对发泡材料性能的影响。 结果 植物纤维增强聚乳酸发泡材料的研究处于实验室研究阶段;添加植物纤维的聚乳酸发泡材料的泡孔尺寸更均匀、更小,泡孔密度增大,力学性能也有所提高。结论 添加植物纤维可以增强聚乳酸发泡材料的力学等性能;植物纤维和聚乳酸复合发泡材料的相关研究对聚乳酸发泡材料的大规模生产具有重要指导意义。     

植物纤维增强聚乳酸发泡材料的研究进展

目的 建立基于电感耦合等离子质谱(ICP-MS)技术的总有机锡迁移量分析方法,用于食品接触材料中总有机锡的快速筛查。方法 使用四氢呋喃溶解法筛选出添加有机锡类热稳定剂的试样,采用水和体积分数为4%的乙酸模拟物进行迁移试验,迁移温度为20 ℃和40 ℃,迁移时间为10 d,同时比较常规浸泡迁移和超声加速迁移的结果,对检测方法的精密度、准确度进行了确认。结果 总有机锡迁移测定方法在质量浓度为0.13~13 μg/L时呈良好的线性关系,采用体积分数为4%的乙酸模拟物迁移的检出限为0.011 μg/L,定量限为0.033 μg/L;水模拟物迁移的检出限为0.0097 μg/L,定量限为0.029 μg/L。总有机锡加标回收率范围为98.1%~109.9%,相对标准偏差(RSD)<4.5%。结论 此方法具有灵敏度高、选择性好和准确性高等特点,适用于PVC包装材料中总有机锡迁移量快速分析。