纳米SiO_2/壳聚糖/淀粉复合包装膜的制备及性能

选用壳聚糖(CH)和木薯(CA)淀粉为基本成膜材料,甘油为增塑剂,改性纳米SiO_2(NS)为增强剂,采用流延法制备壳聚糖-淀粉基复合膜,探究壳聚糖与木薯淀粉比例、甘油含量以及改性纳米SiO_2含量对复合膜性能的影响。通过正交试验采用极差分析并结合方差分析确定了纳米SiO_2/壳聚糖/淀粉复合膜的较优工艺条件。结果表明,壳聚糖与淀粉质量比6∶4,甘油含量35%,改性纳米SiO_2含量2%。在此条件下,复合膜的各项性能分别为:拉伸强度32.43 MPa,断裂伸长率38.98%,透光度19.96,水蒸气透过率10.53×10~(-11)/(m·s·Pa)。该复合膜与不添加改性纳米SiO_2的复合膜相比其力学强度增加了158.41%,水蒸气透过率减小了13.48%,复合膜力学强度和耐水性能有明显的改善。     

木薯氧化淀粉/海藻酸钠复合膜的制备及性能

利用海藻酸钠(SA)和氧化改性木薯淀粉(OS)为成膜基材,添加增塑剂甘油和改性剂硬脂酸;采用流延法制备一种新型复合膜。探究氧化淀粉氧化度、淀粉与海藻酸钠比例、甘油含量和硬脂酸添加量对复合膜拉伸强度、断裂伸长率、吸光性和水蒸汽透过率的影响,以复合膜综合性能评分为响应值,淀粉与海藻酸钠比例、甘油含量、硬脂酸添加量为自变量,利用响应面法对配方进行优化,并建立了二次多项式回归模型。结果表明,氧化淀粉∶海藻酸钠为6︰4、甘油添加量23%、硬脂酸添加量1.8%,复合膜性能指标综合分为74.0,此时复合膜的拉伸强度为(8.319±1.058)MPa,断裂伸长率为(67.063±4.891)%,吸光度为(1.333±0.026),水蒸气透过系数为(0.375±0.020)g·mm/(m~2·h·kg)。     

纤维素纳米晶/羧甲基纤维素复合膜的制备及性能

首先采用机械球磨法制备纤维素纳米晶(CNC),然后将CNC与羧甲基纤维素(CMC)进行溶液共混,采用流延法制备CNC/CMC复合膜,最后测试并系统研究复合膜的形貌、力学性能、光学性能、水蒸气透过性能等。结果显示,CNC/CMC复合膜有较高的透明性,CNC在复合膜中能较为均匀地分散。随着CNC的加入,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率先升高后降低,水蒸气透过性能先降低后升高。当CNC含量为3%(wt)时,复合膜表现出最佳的综合性能。与CMC膜相比,拉伸强度最大为64.77 MPa,增加了53%,断裂伸长率由0.9%增加到2.9%,水蒸气透过系数最小为3.11×10-12 g·cm/(cm2·s·Pa),降低了18%。     

纳米ZnO/纤维素纳米晶/聚乙烯醇复合膜的制备及性能

采用球磨法制备的纤维素纳米晶(CNC)及市售纳米ZnO对聚乙烯醇(PVA)进行改性,改善了PVA膜的力学性能,并且,赋予其抗菌性,测试复合膜的力学性能、水蒸气透过性能及抗菌性能。结果表明,加入CNC后,提高了PVA膜的力学性能和阻湿性能,加入纳米ZnO后,复合膜对金黄色葡萄球菌具有一定的抗菌性能,并且,能进一步提高复合膜的拉伸强度,但是,降低了复合膜的阻湿性能。当CNC的添加量为3%、纳米ZnO∶CNC=2∶1(摩尔比)时,复合膜综合性能较好,拉伸强度为73.7 MPa,与纯PVA膜相比,提高了77.2%;断裂伸长率为3.8%,与纯PVA膜相比,提高了46.1%;水蒸气透过系数为3.44×10^-13 g·cm/(cm²·s·Pa),与纯PVA膜相比,提高了11.7%。     

海藻酸钠/CNC/山梨酸钾复合膜的制备及性能研究

以海藻酸钠为基材,纤维素纳米晶(CNC)为增强增韧剂,以山梨酸钾为防腐保鲜剂,采用流延法制备海藻酸钠/CNC/山梨酸钾复合膜。研究CNC、山梨酸钾的加入对海藻酸钠膜光学性能、力学性能、水蒸气阻隔性能等的影响。结果表明：随着CNC含量的增加,复合膜的透光率先增加后降低;添加山梨酸钾后,复合膜的透光率逐渐下降。CNC的加入使复合膜的拉伸强度和断裂伸长率均先提高后降低,水蒸气阻隔性能先降低后升高。随着山梨酸钾的添加,复合膜的拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率先降低后增加,水蒸气阻隔性能先升高后降低。当CNC含量为5%、山梨酸钾含量为3%,复合膜的拉伸强度为120.78 MPa,断裂伸长率为4.38%,水蒸气透过系数为7.62×10^-13 g·cm/(cm²·s·Pa),与纯海藻酸钠膜相比,分别提高了21.66%、27.33%和17.59%,复合膜综合性能最佳。     

木薯淀粉-魔芋葡甘露聚糖复合膜的制备及性能研究

以木薯淀粉和魔芋葡甘露聚糖为成膜基质,甘油为增塑剂,采用流延成膜法制备了新型可降解复合膜,并探究不同质量分数的魔芋葡甘露聚糖对复合膜性能的影响。结果表明,魔芋葡甘露聚糖与木薯淀粉有良好的相容性,加入后显著改善了复合膜的物理性能,当魔芋葡甘露聚糖质量分数为0.6%时,复合膜的力学性能最佳,拉伸强度最大为(27.62±1.32) MPa,断裂伸长率最高为(23.05±0.59)%,当魔芋葡甘露聚糖质量分数为1.2%时,复合膜阻湿性最强,水蒸气透过率最低为(10.33±0.04) g/(h·m~2),但魔芋葡甘露聚糖的添加对复合膜颜色没有明显影响。复合膜在土壤中迅速降解,随着魔芋葡甘露聚糖含量增加,降解速率增大。复合膜在酸性介质中较碱性介质更为稳定,可用于微酸性食品的包装。制备的复合膜有良好的力学性能、可降解性与稳定性,在可降解食品包装领域具有广阔的发展前景。     

纳米SiO_x对壳聚糖膜透氧透湿可调性的研究

为了探究纳米SiOx对壳聚糖复合膜透氧和透湿的影响,采用共混法制备了不同纳米SiOx添加量的壳聚糖复合膜,并用红外(IR)和透射电镜(TEM)对复合膜的结构进行表征,同时考察复合膜中不同添加量的纳米SiOx对猕猴桃呼吸强度和失重率的影响。结果表明,当纳米SiOx添加量分别为0.01、0.03、0.05 g·(100 mL)-1时,纳米SiOx/壳聚糖复合膜的O2透过系数分别为32.61、24.89、31.48 mg·cm-2·d-1,水蒸气透过系数分别为91.68、73.62、85.35 mg·cm-2·d-1。特别是当纳米SiOx添加量为0.03 g·(100 mL)-1时,纳米SiOx/壳聚糖复合膜的O2透过系数及水蒸气透过系数达到最低,分别较壳聚糖单膜降低了34.40%和22.85%,猕猴桃呼吸高峰延迟了7 d。实验结果证实通过控制纳米SiOx的添加量,可以调节复合膜的透氧量和透水量,并能有效抑制采后呼吸,提高猕猴桃的保鲜效果。     

纳米微晶纤维素增强羟丙基纤维素复合膜的力学性能和透光度的研究

采用酸碱处理竹原纤维并辅以超声分散制备纳米微晶纤维素（NCC）,采用溶液浇铸/水分挥发的成型方法制备了纳米微晶纤维素增强羟丙基纤维素（HPC）全纤维素纳米复合膜.研究了NCC/HPC复合膜的力学性能、透光度以及热稳定性.随着纳米微晶纤维素含量的增加,复合膜的拉伸强度、拉伸模量、储能模量和热稳定性逐渐增大,与纯羟丙基纤维素膜相比,当纳米微晶纤维素质量分数为60％时,纳米复合膜的拉伸强度提高了8.5倍,拉伸模量提高了3.9倍,储能模量提高了3.7倍,而NCC/HPC复合膜的透光度没有出现明显的下降.     

温度对羟甲基纤维素/明胶复合膜性能的影响

将明胶作为原料(基体),甘油作为增塑剂,羟甲基纤维素(Hydroxymethyl cellulose,HMC)作为增强相,制备一系列不同含量的HMC/明胶复合膜。置于5、15、25、35(±1)℃的环境中,测试其拉伸强度(tensile strength)、断裂伸长率(elongation at break)、水蒸气透过系数(water vapour permeability,WVP)、水溶性(water solubility)和失水率,研究温度对HMC/明胶复合膜性能的影响。结果表明,温度对复合膜的性能影响较大,当温度为35℃时,拉伸强度最大(28. 51～88. 98 MPa),但断裂伸长率较低(3. 7%～33. 8%);当温度为0℃时,拉伸强度最低(4. 79～28. 31 MPa),断裂伸长率较大(32. 9%～107. 8%)。因此,低温(0℃)时,断裂伸长率较大,但拉伸强度较小,高温时(35℃)则相反;在低温或常温时,WVP趋势差别均较小,当温度为35℃时,WVP值较大;随温度的升高,水溶性逐渐增加;由105℃时的失水率可知,1%的HMC/明胶复合膜的含水率最大,随着HMC的继续加入,含水量逐渐减小。     

温度对甲壳素/明胶复合膜的影响

用明胶为原料（基体）,以甘油作为增塑剂,甲壳素作为增强相,制备一系列不同含量的甲壳素/明胶复合膜。在5、20、35（±1） ℃环境之中,测试其拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过系数（WVP）、水溶性和失水率,探究温度对甲壳素/明胶复合膜的影响。结果表明,温度对复合膜的性能影响较大,35 ℃时拉伸强度为77.34~44.44 MPa,但断裂伸长率较低（13.35 %~2.75 %）,5 ℃时拉伸强度为6.06~4.75 MPa,断裂伸长率为111.4 %~64.2 %,低温时断裂伸长率较大,但拉伸强度较小,高温则相反;WVP随温度的升高而逐渐增加;水溶性随温度的升高而逐渐增大;甲壳素含量越大,复合膜内的水分子含量越少。     

聚乙烯醇 /改性氧化石墨烯阻隔涂层的制备及性能研究

为研制高阻隔性能的聚乙烯醇涂层,选用氨基磺酸盐化合物对氧化石墨烯（GO）进行化学改性制备改性氧化石墨烯（SGO）,与聚乙烯醇（PVA）溶液共混制备了聚乙烯醇 /改性氧化石墨烯纳米复合膜及纳米复合涂层（PET基材）。探究了 SGO的结构变化及对复合膜力学性能的影响,以及不同含量的 SGO（20%~80%）对 PVA/SGO复合涂层阻水阻氧性能的影响。结果表明：氨基磺酸盐化合物成功改性并插入 GO层间; SGO的加入增强了复合膜的拉伸强度;复合涂层具有良好的有序排列结构,这种结构降低了 PET的水蒸气透过率和氧气透过量,当 SGO含量为 80%时, PET的水蒸气透过率和氧气透过量都达到最低,为 6. 99 g/（m²·d）和 0. 33 cm³（/ m²·24 h·0. 1 MPa）,同时在高湿度下复合涂层也保持较低的氧气透过量。     

纳米纤维素/羟丙基甲基纤维素复合膜的制备与性能研究

为开发纤维素基可降解膜材料,以酸解微晶纤维素的方式制备了纳米纤维素(NCC),并以其为增强相,羟丙基甲基纤维素(HPMC)为成膜基质,甘油为增塑剂,通过流延法制备了复合膜。考察了NCC质量分数对复合膜性能的影响,所得NCC的产率为37. 42%,结晶度较微晶纤维素(MCC)有所提高。复合膜的形貌、结晶结构、化学键分析结果显示,NCC在基质中均匀分散,NCC与HPMC之间存在着较强的相互作用。性能测试结果表明,当NCC质量分数为8%时,复合膜的抗拉强度提高了50. 61%,水蒸气透过率下降了15. 27%,阻氧性能提高了36. 04%;因此,NCC可有效提高HPMC膜的力学性能和阻隔性能,且对其透光率也有所改善。     

乙酰化淀粉/壳聚糖复合膜的制备及性能研究

首先对马铃薯淀粉进行乙酰化处理,然后采用共混法制备出乙酰化淀粉/壳聚糖复合膜,并分别考察了乙酸酐用量、壳聚糖用量、交联剂(乙二醛)用量、增塑剂(甘油)用量和反应温度等对复合膜性能的影响。研究结果表明:乙酰化淀粉可降低淀粉的结晶度,壳聚糖可改善复合膜的力学性能,甘油可改善复合膜的可塑性,乙二醛及PVA(聚乙烯醇)可提高复合膜的力学强度;当m(乙酸酐)=0.15 g、m(壳聚糖)=1.5 g、m(乙二醛)=0.3 g、V(甘油)=3 mL、V(PVA)=8 mL和反应温度为60℃时,复合膜的综合性能相对最好,其拉伸强度(8.55 MPa)相对最大。     

玉米淀粉/TiO2纳米复合薄膜制备与性能

以玉米淀粉为基质,结合纳米Ti O₂,通过超声分散采用流延法制备了可生物降解的淀粉/Ti O₂纳米复合薄膜,研究了纳米Ti O₂对薄膜拉伸性能、阻隔性能及抗菌活性的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)对复合膜的微观形貌和结构进行了表征。结果表明,淀粉/Ti O₂纳米复合膜中Ti O₂与淀粉分子间存在缔合作用,含适量Ti O₂的复合膜组分之间有良好的相容性,与淀粉膜相比,纳米复合膜的拉伸性能和水蒸气阻隔性能得到有效改善,含0.8%Ti O₂(质量分数,下同)的纳米复合膜拉伸强度为7.54 MPa,比淀粉膜提高了53.9%,水蒸气透过系数为5.50×10^-5 g/(mm·d),较淀粉膜降低了23.5%,该复合膜同时表现出较好的紫外线隔离性能及抗菌活性。     

聚γ谷氨酸-壳聚糖-TiO_2复合膜的制备及性质研究

以聚γ谷氨酸-壳聚糖(PGA-CS)作为成膜基质,通过添加纳米TiO_2改善复合膜的性能。考察复合膜的粒径、水分含量、可溶性物质含量、透光率、水蒸气透过率、机械强度和吸湿等温线等,确定TiO_2的最佳添加量。研究发现,复合膜的粒径介于135 nm到155 nm之间;当PGA∶CS∶CS-TiO_2为60∶10∶3时,复合膜的性能最佳,具有较低的水蒸气透过率和较高的机械性能,透光率为(56.10±2.04)%、可溶性物质含量为(52.62±0.56)%;在环境相对湿度较低时(70%),PGA∶CS∶CS-TiO_2为60∶10∶3的复合膜的水分含量较低。     

交联改性细菌纤维素/肝素复合膜的制备及性能

通过在细菌纤维素(BC)发酵培养液中加入肝素(Hep)原位制备BC/Hep复合膜,并向提纯过后的复合膜加入交联剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)与N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)进行交联改性,研究了肝素对BC培养液中木醋杆菌生长的影响,以及不同物质的量之比的交联剂对复合膜力学性能、膨胀率和透湿性的影响。结果表明,在BC培养液中加入Hep能够促进木醋杆菌的生长,Hep可提高BC膜的拉伸强度,但降低了膨胀率和透湿性;交联改性后复合膜的拉伸强度进一步得到提高,当EDC/NHS/Hep-COOH的物质的量之比为0.4/0.24/1时,复合膜的拉伸强度较纯BC及未加交联剂的BC/Hep复合膜分别提高了28.28%和15.4%,且膨胀率和水蒸气透过率与纯BC相近,分别为8 274%和(814.10±44.87)g/(m~2·d),可以作为一种理想的创伤敷料。     

酰胺化纳米晶纤维素提高乙烯-醋酸乙烯酯共聚物薄膜阻透性的研究

合成了三种酰胺化纳米晶纤维素,并采用溶液共混成膜法制备了酰胺化纳米晶纤维素（CNC）/乙烯醋酸乙烯醋共聚物(EVA)复合膜材料。通过紫外-可见分光光度计、电子万能试验机和透湿仪研究了酰胺化CNC/ EVA复合膜的光学性能、力学性能以及水蒸气阻隔性,并通过原子力显微镜研究热压处理的EVA复合膜的表面形貌。结果表明,添加三种不同碳链的酰胺化CNC都使 EVA膜的透光率有所降低,当添加量为5 %时,EVA膜透光率仍高达90%。一定程度的热压能够让酰胺化纳米晶纤维素在EVA基体中分散更均匀,使EVA复合膜的透光率提高了2%～3%;随着纳米晶纤维素含量的逐渐增加,三种酰胺化CNC/EVA膜的拉伸强度均逐渐增强,透湿率（WVTR值）均减小;酰胺化CNC含量相同时, 十六胺改性的纳米晶纤维素(CNC-N16)/EVA复合膜的力学性能和水蒸气阻隔效果优于相应的十二胺和正辛胺。     

PLA/nano-TiO_2复合膜的制备及性能研究

采用流延成膜法,通过向聚乳酸(PLA)体系中添加无机抗菌剂纳米二氧化钛(nano-TiO_2)共混制备得到PLA/nano-TiO_2复合膜。为研究nano-TiO_2的含量对PLA膜的性能的影响,测定了纯PLA膜及不同质量分数的PLA/nano-TiO_2复合膜的密度、色度、溶解率、力学性能、抗菌性能、水蒸气透过量等性能指标,并通过傅里叶红外光谱分析了其官能团变化,对比研究其实际应用价值。结果表明,由于nano-TiO_2的加入,复合膜的密度、溶解率、拉伸强度均有一定降低,但色度、抗菌性能、水蒸气透过量及断裂伸长率都呈明显升高趋势。当nano-TiO_2质量分数为1%时,透湿性最低为纯PLA膜的(132.1±10.0)%。PLA/3%nano-TiO_2复合膜的抗菌性最佳,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别是(4.86±0.50)mm和(5.98±0.77)mm。PLA/2%nano-TiO_2复合膜的色度达到最大值7.52±1.05,是纯PLA膜的(306.5±30.8)%。PLA/4%nano-TiO_2复合膜有最高的断裂伸长率为(62.7±5.70)%。综合来看,PLA/2%nano-TiO_2复合膜具有最佳的性能参数。将PLA与nano-TiO_2复合,可以明显改善PLA膜的各方面性能,使其更有望用于食品包装领域。     

纳米TiO_2对PVA/St复合膜性能的影响

为改善聚乙烯醇/淀粉(PVA/St)复合膜的力学性能、阻隔性能和降解性能,通过溶液浇铸法制备纳米二氧化钛改性的PVA/St复合膜(PVA/St/TiO_2),探究Ti O_2含量对PVA/St/TiO_2复合膜力学性能、水接触角、阻隔性和降解率的影响。结果表明:PVA/St/TiO_2复合膜制备成功,当TiO_2颗粒含量为1%,PVA/St/TiO_2复合膜综合性能较优。相比PVA/St复合膜,PVA/St/TiO_2(1%)的拉伸强度高达31.2 MPa,提高39.3%。PVA/St/TiO_2(1%)的水接触为110°,具有疏水性。PVA/St/TiO_2(1%)对水蒸气和氧气的透过率分别为3.2 g/(cm·s·Pa)和203 cm3/(cm2·d·0.1 MPa)。PVA/St/TiO_2(1%)经过120 d的降解率约为63%,与PVA/St复合膜相比提高14.5%。     

温度对明胶/氧化石墨烯复合膜性能的影响

以明胶为基体,甘油为增塑剂,氧化石墨烯(GO)为增强相,通过共混的方法制备一系列明胶/GO复合膜,通过测试不同温度下复合膜拉伸强度、断裂伸长率、吸水性、水溶性、水蒸气透过系数(WVP)、失水率、SEM来判断膜的性能。结果表明:复合膜的拉伸强度在35℃(49.90～69.22 MPa)和-10℃(23.91～30.42 MPa)时较强,其断裂伸长率在10℃(70.12%～117.22%)和0℃(51.55%～107.82%)时较高;温度越高复合膜吸水率越高,5℃时随着GO含量增大,复合膜的吸水率先逐渐减小,GO含量达到10%后,复合膜的吸水率逐渐开始增大,15℃和25℃时,GO含量越大,复合膜的吸水率越小;在35℃和5℃时,GO含量为0.5%时的WVP最小,15℃时,GO含量越高复合膜的WVP越小,在25℃时,纯明胶的WVP最小,其他膜的WVP均相差不大;不同温度下,水溶性大小顺序为:35℃>15℃>5℃>25℃,高温有利于提高水溶性,常温水溶性最差。通过35℃和105℃的失水率得出,GO含量越高,复合膜内的结晶水含量越大。