熔融共混制备聚己内酯基水蒸气阻隔材料及其阻隔性能

通过熔融共混制备了具备高水蒸气阻隔性能的可生物降解聚己内酯/三硬脂酸甘油酯(PCL/C18)复合材料。在相对湿度为90%RH时,添加30%的C18使复合材料的水蒸气渗透率由1.80~(-13)g·cm/(cm~2·s·Pa)(纯PCL)降低至0.58~(-13)g·cm/(cm~2·s·Pa),降低幅度达67.8%。结构分析表明,C18呈球状均匀分布在PCL基体中,并能大幅增加共混物的亲水接触角,既能有效构筑复合材料疏水性表面,又可增加水蒸气在材料中的扩散路径,获得阻隔性能优良的PCL/C18体型阻隔材料。该方法通过简单的一次熔融加工制备了具有高水蒸气阻隔性能且力学性能良好的材料,具有潜在应用价值。     

微晶纤维素改性对聚乙烯醇薄膜性能的影响

目的研究不同添加量的微晶纤维素(MCC)对聚乙烯醇(PVA)薄膜性能的影响。方法通过共混溶液流延法制备得到MCC质量分数不同(0%,1%,2%,3%,4%)的PVA薄膜,测定分析MCC含量不同对PVA薄膜的颜色、光学性能、力学性能、阻隔性能、热稳定性和表面微观形态的影响。结果随着MCC含量的增加,PVA薄膜的透光率和断裂伸长率显著降低,雾度和抗拉强度显著增加,与纯PVA薄膜相比,MCC质量分数为4%的PVA薄膜的抗拉强度增加了64.8%,断裂伸长率降低了14.7%,水蒸气透过系数显著降低。当MCC质量分数从0%增加到3%时,薄膜的氧气透过系数由2.145×10~(-16) cm~3·cm/(cm~2·s·Pa)降低到1.393×10~(-16) cm~3·cm/(cm~2·s·Pa),但当MCC质量分数为4%时,薄膜的氧气透过系数略有增加。MCC的加入使得薄膜的热稳定性提高,初始分解温度略有升高,当MCC质量分数为4%时,薄膜表面和横截断面局部区域可以观察到少量的大颗粒出现团聚现象。结论 MCC的加入提高了PVA薄膜的力学性能、疏水性、阻隔性、热稳定性,控制好其加入量可以有效改善PVA薄膜的性能。     

石墨烯/聚乳酸复合膜的制备及其性能研究

通过改性Hummers法制备了石墨烯,然后通过物理共混与超声相结合的方法制备了石墨烯含量不同的石墨烯/聚乳酸复合膜,并研究复合膜的电阻、力学性能、热稳定性和气体阻隔性能。其中纯的聚乳酸膜的电阻数量级为1016,而添加0.5%的石墨烯之后,其电阻值数量级可达104,提高了12个数量级;当添加量为1%时,其拉伸强度也从15 MPa增加到20 MPa,透气量也从1650cm~3/(m~2·24h·0.1 MPa)降低到300cm~3/(m~2·24h·0.1MPa);添加量为5%时,热阻值从13.4cm~2·K/W降低到7.2cm~2·K/W。     

注塑型烷基化氧化石墨烯/高密度聚乙烯复合膜性能研究

通过注塑成型制备了均匀分散的十二烷基胺功能化氧化石墨烯(DA-GO)/高密度聚乙烯(HDPE)纳米复合薄膜。X射线衍射(XRD)研究表明,室温条件下DA分子可与环氧基团发生亲核取代而接枝于GO表面。复合材料断口扫描显示,DA-GO以剥离的形式均匀分散于HDPE基体中。均匀分散的DA-GO片层能有效提高HDPE复合膜的气体阻隔性能,当DA-GO含量为0.5%(质量分数)时,复合薄膜的透氧系数从纯HDPE的4.555×10-14 cm3cm/(cm2·s·Pa)降低到1.830×10-14 cm3cm/(cm2·s·Pa),阻氧性能提高了60%。此外,DA-GO片层的加入使HDPE的热稳定性明显提高。     

纳米蒙脱土负载茶多酚改性聚乙烯醇膜的制备及性能表征

目的 利用负载有茶多酚（TP）的蒙脱土（MMT）对聚乙烯醇（PVA）改性制备出PVA复合膜,以期改善纯PVA膜的综合性能,从而替代传统包装膜。方法 利用溶液流延法制备不同茶多酚（TP）质量分数的PVA/MMT复合膜（MMT添加量为PVA质量的3.0%）,测试其耐水性能、力学性能、水蒸气阻隔性能及抗氧化性能等。结果 当茶多酚质量分数为3.0%时,其溶胀率、溶解质量损失率分别约为532%和12.3%,水蒸气透过率系数约为1.0×10?10 g?m/(m2?Pa?s);抗张强度相对于PVA/MMT复合膜增强了约26%,断裂伸长率下降明显;PVA/MMT/TP复合膜的DPPH自由基清除率达到了65.5%。结论 采用蒙脱土负载茶多酚可有效改性PVA基复合膜。     

再生纤维素/有机蒙脱土复合膜的制备及性能研究

将有机蒙脱土(OMMT)混入纤维素溶液中，采用溶胶-凝胶法制得再生纤维素/有机蒙脱土(RC/OMMT)复合膜。利用扫描电镜、红外光谱和X射线衍射对RC/OMMT复合膜的形貌、结构进行表征，研究OMMT含量对RC/OMMT复合膜力学性能、疏水性、气体阻隔性和热稳定性的影响。结果表明，OMMT以剥离或插层的状态均匀分散在RC基体间，提高了复合膜的综合性能。当OMMT含量为3%时，RC/OMMT复合膜的拉伸强度、疏水性、气体阻隔性和热稳定性均得到显著提高；当OMMT含量达到4%时，复合膜的透氧系数低至1.391×10^-17cm³·cm(/cm²·s·Pa),具有优异的氧气阻隔性能。RC/OMMT复合膜在高性能绿色包装领域有较好的应用潜力。     

高阻隔胺基化氧化石墨烯/等规聚丙烯纳米复合材料

通过溶液法制备了均匀分散的十二烷基胺功能化氧化石墨烯(DA-GO)/等规聚丙烯(iPP)纳米复合材料。热重分析及X射线衍射研究表明,DA分子链通过与环氧基团进行亲核取代而成功接枝在GO表面。复合材料断口扫描电镜和透射电镜照片显示DA-GO能以剥离的方式均匀分散于iPP基体中。差示扫描量热分析结果表明,DA-GO对iPP有明显的结晶诱导作用。均匀分散于iPP基体中的DA-GO片层能有效提高复合膜的气体阻隔性能,当DA-GO质量分数为0.5%时,纳米复合薄膜的透氧系数从纯iPP的7.42×10-14 cm3cm/(cm2·s·Pa)降低到2.68×10-14 cm3cm/(cm2·s·Pa),阻氧性能提高了177%。     

乳清蛋白添加量对交联羧甲基玉米淀粉可食膜阻隔性能的影响

以交联羧甲基玉米淀粉(CCMS)为原料,辅以增强剂、增塑剂、脱泡剂及脱膜剂等,通过流延方法制备了交联羧甲基玉米淀粉/乳清蛋白可食性复合包装膜。实验考察了乳清蛋白粉的添加量对交联羧甲基玉米淀粉可食性膜阻隔性能的影响。结果表明:乳清蛋白添加量为15%(质量分数)时,可食性复合膜的阻隔性最好,其透氧系数为0.312×10-15cm3.cm/(m2.s.Pa),水蒸气透过系数为2.89 g.mm/(m2.d.kPa),吸水稳定性好。     

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。      

聚丙烯/聚丙烯-石墨烯交替多层复合材料的结构及气体阻隔性能

利用多层共挤出技术制备了具有规整的交替层状结构的聚丙烯/聚丙烯-石墨烯(PP/PP-GR)交替多层复合材料,通过光学显微镜、扫描电子显微镜、气体渗透实验、力学性能测试研究了PP/PP-GR交替多层复合材料的结构与性能的关系。结果表明,分层叠加单元对复合材料施加的使熔体变宽变薄的"类双向拉伸"作用促进了石墨烯在PP中的分散、剥离和取向,从而使PP/PP-GR交替多层复合材料在低GR含量(体积分数0.082%)下同时具有高气体阻隔性(氧气渗透系数为1.01×10~(-15) cm~3·cm/(cm~2·s·Pa))和高断裂伸长率(1080.1%)。     

普鲁兰多糖的添加对可食性复合蛋白膜的改性研究

添加不同比例的普鲁兰多糖(PUL)对乳清分离蛋白-酪蛋白酸钠-甘油(WPI-NaCas-GLY)复合蛋白薄膜进行改性,研究了PUL的添加对蛋白基薄膜力学性能、光学性能、氧气渗透率、水蒸气渗透系数和水溶性的影响。实验结果显示,相较于WPI-NaCas-GLY复合蛋白膜,添加了PUL的蛋白基薄膜的拉伸强度下降,而断裂伸长率增加至208.26%,透光率提升了约11%,雾度降低了约6%,氧气渗透率下降至原来的1/6左右,水溶性有轻微变化。当PUL添加的体积分数达到66%时,复合薄膜的水蒸气渗透系数降低至2.57×10~(-13)g·cm/(cm~2·s·Pa),氧气渗透率下降至0.16 cm~3/(m~2·d)。由此推论,PUL具有改善蛋白基薄膜力学性能、光学性能以及阻隔性的功能。     

纳米蒙脱土对羧甲基纤维素包装膜结构和性能的影响

采用溶液插层法将纳米钠基蒙脱土(NNMMT)填充到聚乙烯醇-400增塑的羧甲基纤维素(CMC)包装膜中以进行增强改性,研究NNMMT用量对CMC包装膜的力学性能、阻隔性能和外观的影响,并采用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对其结构进行分析。结果表明,复合膜中CMC的醚键和NNMMT中的硅-氧键、铝-氧键间发生了较强的络合和配位作用,蒙脱土呈剥离型结构以纳米片层形式较均匀分布在CMC中;添加纳米钠基NNMMT后,可显著提高CMC膜的阻隔性能,提高膜材在高湿度环境中的拉伸性能。当纳米钠基NNMMT的质量分数由0%增加至6%时,膜的透气度、吸水率和水滴渗漏时间分别下降了77.27%,65.82%和59.59%,而膜的拉伸强度由19.53 MPa增加至35.24 MPa。此外,随着NNMMT添加量的增加,NNMMT/CMC膜的总色差(ΔE)、亮度(L)和黄度(b)值有所升高,但复合膜的透明度降低。     

硅烷偶联剂改性钛酸钡对SPEEK质子交换膜性能的影响

为提高无机填料在聚合物中的分散性,利用硅烷偶联剂KH570对钛酸钡(BT)表面改性.采用溶液浇铸法制备磺化聚醚醚酮(SPEEK)/改性BT(KH570-BT)复合质子交换膜.利用透射电镜观察了改性前后BT在SPEEK基体中的分散情况并系统研究了KH570-BT掺杂量对复合质子交换膜性能的影响.结果显示,与BT相比,KH570-BT的分散性得到明显改善.将KH570-BT掺杂进SPEEK后,复合膜的质子电导率、甲醇渗透率、热稳定性及选择性均出现明显提升.室温下,SPEEK/KH570-BT-1.0复合膜的质子电导率达到63.7 mS/cm,高于同配比的SPEEK/BT-1.0(σ=57.7 mS/cm)和SPEEK(σ=58.6 mS/cm);SPEEK/KH570-BT-1.0的选择性达到20.9×10~4 S·s/cm~3,与SPEEK/BT-1.0(17.2×10~4 S·s/cm~3)和SPEEK(17.7×10~4 S·s/cm~3)相比,分别提升了21.5%和18.1%.     

聚乙烯基胺/聚乙烯醇/碳纳米管杂化膜的制备及气体分离性能

以聚砜(PS)超滤膜为支撑层,首先制备聚乙烯基胺(PVAm)/聚乙烯醇(PVA)复合膜,考察PVAm与PVA的组成及铸膜液固含量对膜渗透选择性能的影响.当PVAm/PVA为7/3,固含质量分数为8%时,复合膜的性能最好,0.2 MPa下,CO_2渗透速率为35.5GPU[1GPU=10~(-6) cm~3(STP)/(cm~2·s·cmHg)],CO_2/N_2的分离系数为123.6.其次,在上述最佳条件中添加不同类型的多壁碳纳米管(MWCNT、MWCNT-OH和MWCNT-COOH),考察碳纳米管含量及表面基团对气体分离性能的影响,并利用红外分析、X-射线衍射及扫描电镜考察所制备杂化膜的化学结构、结晶性能.结果表明,添加表面—OH和—COOH改性的MWCNT可以有效提高膜的透过分离性能.当MWCNT-OH和MWCNT-COOH质量分数均为1%时,CO_2渗透速率分别为62.0和76.6GPU,CO_2/N_2的分离系数分别为117.7和139.5.最后,考察进料气压力对杂化膜CO_2渗透速率及CO_2/N_2的分离系数的影响,在0.2~1.8 MPa的压力范围内,添加表面改性的碳纳米管均能使复合膜的CO_2渗透速率提高.     

沸石填充改性聚乳酸基薄膜的阻隔性能

目的 研究沸石粉末作为填充剂对聚乳酸(PLA)薄膜阻隔性能的影响.方法 选用环氧大豆油为增塑剂,提高材料的柔韧性,通过熔融共混将质量分数分别为2％,4％,6％,8％,10％的沸石粉末与PLA共混,测试沸石/PLA吹塑薄膜阻隔性能的变化.结果 与纯PLA材料相比,随着沸石含量的增加,改性后的PLA材料透明度降低、雾度升高、透湿透氧性能先增强后减弱;当沸石质量分数为8％时,复合材料的阻隔性能最强,氧气透过系数、二氧化碳透过系数和水蒸气透过系数达到最低,分别为0.59×10?8 cm3?cm/(cm2?s?Pa),1.95×10?8 cm3?cm/(cm2?s?Pa)和2.79×10?7 g?m/(m2?h?Pa),较纯PLA分别降低了11.94％,8.45％,21.63％.结论 采用沸石改性PLA薄膜时,由于内部沸石分子的存在,当沸石添加超过一定量,其形成的空间结构使气体(氧气、二氧化碳和水蒸气)扩散难度增加,与纯PLA薄膜相比,阻气阻湿(阻隔)效果优良.     

熔融共混制备聚己内酯基水蒸气阻隔材料及其阻隔性能EI北大核心CSCD

通过熔融共混制备了具备高水蒸气阻隔性能的可生物降解聚己内酯/三硬脂酸甘油酯(PCL/C18)复合材料。在相对湿度为90%RH时,添加30%的C18使复合材料的水蒸气渗透率由1.80^(-13)g·cm/(cm^2·s·Pa)(纯PCL)降低至0.58^(-13)g·cm/(cm^2·s·Pa),降低幅度达67.8%。结构分析表明,C18呈球状均匀分布在PCL基体中,并能大幅增加共混物的亲水接触角,既能有效构筑复合材料疏水性表面,又可增加水蒸气在材料中的扩散路径,获得阻隔性能优良的PCL/C18体型阻隔材料。该方法通过简单的一次熔融加工制备了具有高水蒸气阻隔性能且力学性能良好的材料,具有潜在应用价值。     

氧化淀粉/卡拉胶复合膜制备与性能研究

利用木薯氧化淀粉为成膜主要材料,添加增塑剂山梨醇和增强剂卡拉胶,制备了一种新型可降解淀粉膜。研究了膜组分卡拉胶和山梨醇对复合膜的抗拉强度、伸长率、透光率、接触角和透氧系数的影响。分析结果表明:当m(氧化淀粉)∶m(山梨醇)∶m(卡拉胶)=10∶3∶1时复合膜的性能较佳,拉伸强度7.4MPa,断裂伸长率为28.1%,透光率为83.5%,接触角65.5°,透氧系数1.9cm~2/(s·Pa)。     

壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混改善壳聚糖膜性能的研究

以溶液共混的方法,制备了壳聚糖-淀粉-聚乙烯醇共混膜,并对薄膜的抗拉强度、断裂伸长率和气体阻隔性进行了测试.实验表明:壳聚糖含量为40%(质量分数,后同),聚乙烯醇和淀粉质量比例2:1,甘油含量15%时,共混体系具有较好的相容性、较理想的机械性能和气体阻隔性,共混膜的抗拉强度和断裂伸长率分别达到62MPa和118%,透氧系数仅为12.1×10-15 cm3·cm/cm2·s·Pa.     

微通道板(MCP)的真空出气性能研究

本文介绍了采用动态法测量铅硅酸盐玻璃微通道板(MCP)未烘烤和高温烘烤后的出气特性,通过整理实验数据得出MCP的出气速率曲线。得出未经烘烤处理的MCP常温出气率最大为3.99×10-7Pa·L/s·cm~2左右。经过430℃24小时烘烤冷却后,最大为1.86×10~(-8)Pa·l/s·cm~2左右。从实验数据看出其有一定的吸气效果。对残余气体谱图进行分析,发现其易受碳氢化合物或其含氧衍生物污染,并且通过高温烘烤也难以清除干净。     

干法相分离制备含银抗菌微孔硅橡胶膜

以凡士林作为致孔剂,司班85为第4组分,采用干法相分离工艺制备了添加有纳米银抑菌剂的微孔硅橡胶膜。通过超景深显微镜观察了微孔硅橡胶膜的表面孔形貌,并检测了微孔硅橡胶膜的力学性能、水蒸汽透过性能、氧气透过性能、纳米银释放性能、抑菌性能及生物相容性能。结果表明,微孔硅橡胶膜孔径均匀,最小可达2μm。当纳米银质量分数为0.0005%时,薄膜拉伸强度约为2.06 MPa,断裂伸长率可达1278%,弹性模量约为0.22 MPa。薄膜水蒸气透过性能为~163g/(m2·24h),氧透系数达2.87×10-8(cm3·cm)/(cm2·s·Pa)。此外纳米银释放含量低,但具有有效的抑菌性,对细胞、动物组织没有明显的生长抑制作用。