累托石/大豆蛋白纳米复合材料的性能研究

利用累托石制备累托石/大豆蛋白纳米复合材料,并对材料的结构和性能进行测试和表征,结果表明,累托石/大豆蛋白复合材料在保持韧性的同时,其力学性能得到了明显的提高;一定量的累托石与大豆蛋白通过溶液插层复合形成了剥离/插层结构。     

累托石/聚合物纳米复合材料的新进展

累托石是我国湖北省盛产的铝硅酸盐矿物, 其与蒙脱土极为相似, 但又具有它独特的结构特点, 近年来广泛用于聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的制备. 本文介绍了累托石的结构特性、表面修饰和累托石/聚合物纳米复合材料的结构及制备方法, 总结了累托石/壳聚糖基纳米复合材料及其作为抗菌剂、吸附剂、药物控释材料和基因载体等功能化应用方面的最新研究成果, 并提出了累托石/聚合物纳米复合材料未来的研究方向.     

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。     

季铵盐壳聚糖抗菌纸的性能研究

以季铵盐壳聚糖为抗菌剂处理普通成纸,制备了包装用抗菌纸。采用抑菌圈法评价了该抗菌纸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果,研究了季铵盐壳聚糖的浓度对抗菌纸厚度、抗张强度、耐破度和抑菌性能的影响。结果表明,抗菌纸的抗张强度及耐破度均较原纸有所增加,厚度没有明显变化,能满足包装需求,且具有良好的抗菌性能,其抗菌效果随季铵盐壳聚糖浓度的增加而增强,并且相同季铵盐壳聚糖浓度下的抗菌纸对金黄色葡萄球菌的抑菌效果要好于大肠杆菌。     

累托石/热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料的制备与性能

将累托石(REC)有机化处理后通过熔融插层复合法制备了REC/热塑性聚氨酯弹性体(TPUR)纳米复合材料,并用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR),X-射线和扫描电镜(SEM)等进行了表征。研究结果表明:十二烷基芳基季铵盐(C₁₂)对REC的处理效果及在TPUR中的分散性优于十六烷基季铵盐(C₁₆)和联苯胺(BZD);少量有机化处理REC(分别记作C₁₂-REC,C₁₆-REC和BZD-REC)加入TPUR就可使复合材料的力学性能大幅度提高,其中C₁₂-REC/TPUR的拉伸和撕裂强度在2 wt% C₁₂-REC含量时分别由38.87 MPa和92.8 kN/m提高到57.93 MPa和123.37 kN/m ,增幅分别达49 ％和33 ％;初步考察了有机化处理条件对力学性能的影响,结果发现:用处理2h的REC制备的纳米复合材料性能最佳。     

有机累托石/聚脲弹性体纳米复合材料的制备及性能研究

利用有机纳米累托石对聚脲弹性体进行改性,制备了粘土/聚脲纳米复合材料,采用红外光谱(FTIR)分析了改性体系的结构变化,X-射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析了粘土在纳米复合材料中的解离情况,研究了有机累托石添加量对聚脲性能的影响。结果表明,有机累托石以物理共混的形式分散在聚脲中,聚脲可以插入粘土层间,使层间距变大;纳米复合材料在有机累托石添加量为5wt%时具有较优的综合性能,拉伸强度和断裂延伸率分别提高了72.9%和8.7%,初始分解温度提高了19.7℃,500℃时重量保持率提高了7.6%。     

有机累托石/不饱和聚酯/玻璃纤维三元复合材料的研究

采用有机累托石(OREC)改性不饱和聚酯(UP)，以改性的UP为基体，以玻璃布为增强材料制备了有机累托石／不饱和聚酯／玻璃纤维三元复合材料(OREC／UP／FIBERS)。通过X射线衍射(XRD)分析了三元复合材料的微观结构，测试了该三元复合材料的力学性能，利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)初步分析了复合材料的增强机理，并研究了三元复合材料的耐湿热性及耐介质性能。结果表明，当OREC添加量为树脂质量分数的2％时，复合材料的综合力学性能较好，且OREC／UP／FIBERS三元体系的耐湿热性及耐碱性较不饱和聚酯／玻璃纤维复合材料的好。     

有机累托石改性不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的性能

采用有机累托石(OREC)改性不饱和聚酯,制备OREC改性的不饱和聚酯/玻璃纤维三元复合材料,测试其力学性能,研究其耐介质性、耐紫外光老化性及耐热氧老化性能,并利用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)分析复合材料的微观结构,探讨OREC改性不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的增强机理.结果表明,采用OREC能改善不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的力学性能,当OREC的质量含量为2%时,所制备的复合材料的综合性能最佳,与未改性的不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料相比,弯曲强度增加了14.0%,弯曲模量增加了22.4%,层间剪切强度增加了8.2%,且改性后复合材料的耐水煮性能、耐碱性、耐紫外光性能及耐热氧老化性能均提高.     

激光烧结尼龙12/ 累托石复合材料的结构与性能

将尼龙12 与有机累托石的混合粉末进行激光烧结成型, 利用X 射线衍射(XRD) 、差示扫描量热分析(DSC) 、扫描电镜(SEM) 等手段对烧结试样的材料结构进行了表征, 并对其力学性能及热性能进行了研究。结果表明: 尼龙12 在激光烧结过程中插入到累托石层间, 形成了尼龙12/ 累托石纳米复合材料。复合材料的力学性能及热稳定性能同尼龙12 烧结试样相比均有不同程度的提高, 有机累托石质量分数为10 %时, 复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了10.7 %、15.9 %和38.7 % , 热分解温度提高了27 ℃。      

壳聚糖的抗菌性能研究

本文考察了不同分子量壳聚糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌抑菌性能 ,初步找出了壳聚糖分子量和浓度对抗菌抑菌作用的影响 ,提出了壳聚糖的抗菌机理。研究发现 :分子量在 3 0万以下时 ,壳聚糖对金黄色葡萄球菌的抗菌作用随分子量减小而逐渐减弱 ;对大肠杆菌分子量越小 ,抗菌作用越明显。     

醋酸酯淀粉抗菌材料的性质

以疏水性的醋酸酯淀粉为基材,壳聚糖为抗菌剂制备了醋酸酯淀粉抗菌材料。通过考察醋酸酯淀粉取代度对壳聚糖分散性、材料力学性质、热性质和抗菌活性的影响,发现醋酸酯淀粉的取代度由1.9增加到2.9,抗菌材料表面和断面越均一,壳聚糖的分散性越好;但高取代度会削弱淀粉分子与壳聚糖分子间的相互作用力,使抗菌材料的断裂伸长率由33.7%降低至8.9%,玻璃化转变温度由74.8℃升高至86.4℃,拉伸模量由205 MPa增至260 MPa。同时过高的取代度又会影响壳聚糖的溶出,降低材料的抗菌活性。     

壳聚糖/有机锂皂石纳米复合材料的制备及抗菌性能研究

采用离子交换法将季铵盐及壳聚糖插层到锂皂石层间, 制备锂皂石基二次插层复合物。所制备的两种二次插层复合物的层间距相比于纯的锂皂石分别增加了0.276 nm和0.262 nm。用大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. cereus)为模拟体系对二次插层复合物的抗菌性进行了检验, 利用抑菌环和平板计数法测定两种二次插层复合物的抗菌能力。抗菌结果显示, 细菌与两种复合物接触24 h后, 锂皂石/十四烷基三甲基溴化铵/壳聚糖对大肠杆菌的抗菌率可达100%, 对S.cereus的抗菌率可达85%以上, 锂皂石/十六烷基三甲基溴化铵/壳聚糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均可达99%以上。采用扫描电镜法及β-半乳糖苷酶活性考察了两种复合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌过程及机理, 结果表明: 复合物首先通过表面带的正电荷将表面带负电的细菌吸附到材料表面, 随后借助有机物阳离子的疏水作用, 穿透细菌细胞膜, 从而达到杀菌效果。     

固化温度对环氧树脂／累托土纳米复合材料的性能及微结构的影响

利用X衍射、动态力学分析（DMA）研究了不同的固化温度对环氧树脂／累托土纳米复合结构的性能及微结构的影响。实验表明，固化温度对纳米结构的形成有重要影响，在110℃以上固化时均能生成剥离型纳米复合材料；在140℃附近固化时，材料在玻璃态的储能模量最高，玻璃化转变温度也较高，此时能得到综合性能较好的复合材料。随着固化温度的提高，材料的Tg也随之提高，较高温度（高于140℃）固化时，材料的内外结构不均匀，导致力学性能变差。     

壳聚糖/无机物纳米复合材料在抗菌方面的研究进展

壳聚糖作为一种天然高分子有机物,具有良好的生物相容性、可降解性和抗菌性,在抗菌方面已有一定的应用,但其抗菌性能易受自身因素和外界条件的影响,因此如何巩固和加强壳聚糖的抗菌性能并进行应用成为了研究的热点。将壳聚糖与无机物纳米材料复合,有机和无机组分协同互补,能显著提高材料的抗菌性能,复合材料还具有优异的机械强度和生物相容性,可广泛应用于水处理、食品、纺织、化妆品和医学等领域,引起了科研人员的密切关注。本文总结了壳聚糖的抗菌机理和影响抗菌性能的因素,详细介绍了壳聚糖与金属、金属氧化物、层状硅酸盐和碳材料等无机物复合后的纳米材料在抗菌方面的应用,同时对其在抗菌领域的发展前景进行了展望。     

壳聚糖/聚赖氨酸对柑橘的保鲜性研究

目的明确壳聚糖/聚赖氨酸复合膜对柑橘保鲜的影响。方法采用流延法制备聚赖氨酸质量分数(聚赖氨酸相对于壳聚糖)为0,1%,3%,5%,7%的壳聚糖/聚赖氨酸复合膜,对复合膜进行微观分析和红外光谱分析,采用光密度值法测试该膜的抑菌性,并用该复合溶液对柑橘浸泡后贮藏,测定贮藏期间柑橘各项保鲜指标的变化。结果复合膜表明光滑,内部结构均匀,其抑菌性随着聚赖氨酸质量分数的提高而增强。复合溶液涂膜减缓了贮藏期间柑橘感官分值的下降,减少了果实含糖量和维生素C含量的流失,降低了柑橘的质量损失率和腐败率。结论聚赖氨酸提高了壳聚糖膜的抑菌性,复合溶液涂膜对柑橘有良好的保鲜效果。     

Extruded Blends of Chitosan and Ethylene Copolymers for Antimicrobial Packaging

Chitosan was melt‐processed with an ethylene methyl acrylate copolymer ionomer and with an ethylene vinyl acetate copolymer to create antimicrobial extruded films. The key to obtaining a successful antimicrobial blend was the use of solid chitosonium acetate that remained after evaporation of water from the chitosan solution. When solid free‐flowing powders of chitosonium acetate were formed by spray drying chitosan solutions, blended in an extruder (at 2.5% and 4% chitosan) with Elvax® 3175 ethylene vinyl acetate copolymer, and extruded through a film die onto a chill roll to form films, the films exhibited antimicrobial activity against Escherichia coli 25922, Salmonella enterica serovar Enteritidis Nal^R, and Listeria monocytogenes Scott A. The log₁₀ reductions in CFU/ml after 24 h in a shake‐flask test were near 2 for films containing 4% chitosan. This melt‐blending/extrusion approach is expected to open applications for chitosan‐based antimicrobial packages and articles that were impossible or impractical with chitosan coatings. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

壳聚糖双胍盐酸盐抑菌剂的合成及在包装上的应用

以壳聚糖和双氰胺为原料,制备了应用于肉禽类包装的壳聚糖双胍盐酸盐抑菌剂。利用正交实验优化设计了制备壳聚糖双胍盐酸盐的工艺条件,发现当盐酸浓度为0.40 mol/L,反应官能团物质的量比为1∶5,反应时间为20 min时,产物产率达到92.96%。红外光谱证明,壳聚糖的氨基和双氰胺的氰基已进行了亲核加成反应,合成了双胍产物壳聚糖双胍盐酸盐;抑菌试验表明,壳聚糖双胍盐酸盐的抑菌性明显优于壳聚糖,且对金黄葡萄球菌的抑菌性优于对大肠杆菌的抑菌性。加入10%(质量分数)抑菌剂的聚乙烯醇复合膜,对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抑菌率分别达到95.67%和97.45%。     

有机/无机纳米复合质子交换膜的研究进展

通过有机/无机复合的方法可以得到聚合物电解质膜燃料电池(PEMFCs)中用的纳米复合质子交换膜,膜的工作温度、保水能力、机械强度、抗渗透性能和薄膜的综合性能都有大幅度的提高.本文评述了研究得较多的几类有机/无机纳米复合质子交换膜的性能特点及最新研究进展,提出了有机/无机复合质子导电薄膜材料的一些设计和制备原则.