纤维素纳米纤维在食品包装领域的研究进展

目的 对纤维素纳米纤维的制备及其在食品包装领域的研究进行综述,以期为食品包装材料的发展提供理论支持。方法 总结近几年纤维素纳米纤维的不同加工制造方法,关注食品包装材料的气体阻隔性能、抑菌性能、紫外线阻隔性能、疏水性能和新鲜度监测性能等,阐明纤维素纳米纤维在食品包装中的研究进展。结果 可以通过化学法、化学法结合机械法和酶法等方法制备纤维素纳米纤维,但均存在产率低、能耗高、尺寸分布不均匀等问题。纤维素纳米纤维可以应用于气体阻隔、抗菌、防紫外线、疏水及智能包装材料,现阶段的纳米纤维制品很难兼顾多功能性。结论 纤维素纳米纤维食品包装材料有望取代石油基塑料包装,在食品包装领域具有较大的应用前景。     

纳米纤维素修饰的碳纳米纤维制备及其疏水性研究

为拓展碳纳米纤维在环境清洁领域的应用，提高碳纳米纤维的水接触角，改善膜表面的疏水性能，获得疏水性较好的碳纳米纤维薄膜，利用静电纺丝法将纳米纤维素(CNFs)与碳纳米纤维前驱体复合，获得具有低表面能和良好疏水性能的纳米碳纤维/纳米纤维素复合纤维膜。通过对纳米纤维素含量进行调控，经预氧化和碳化处理后得到一系列具有规则三维空间网络结构的复合纤维膜，并探究不同纳米纤维素含量对复合纤维膜疏水性能的影响。结果表明：纳米纤维素修饰复合纤维膜随着碳化程度的提高其表面能呈现逐渐降低的趋势，其对水的接触角也逐渐增大，疏水效果得到较大幅度提升。随着纳米纤维素含量继续增加，复合纤维膜的水接触角呈上升趋势，未添加前接触角为36.13°,当纳米纤维素添加质量为20%时，水接触角最大为132.14°,提高了366%。     

淀粉基食品包装膜材料的研究进展

目的将淀粉应用于绿色包装领域,开发出具有良好生物降解性的淀粉基食品包装膜材料。方法综述淀粉种类、增塑剂、多糖、脂质及类脂物质、蛋白质、交联剂、无机物和活性物质等对淀粉膜性能的影响。结果在淀粉膜的制备中,选用高直链淀粉含量的淀粉,并加入增塑剂和交联剂可以改善淀粉膜的力学性能,降低薄膜的水蒸气渗透性;淀粉与多糖或蛋白质复合后,不同成膜材料优势互补,薄膜性能会得到改善,加入脂质或类脂物质可改善薄膜的阻水性。结论随着研究的深入,淀粉基食品包装膜材料在很多领域都会有广阔的应用前景。     

纳米纤维素在可降解包装材料中的应用

目的综述纳米纤维素在可降解包装材料中的应用研究。方法总结国内外纳米纤维素在包装领域的最新研究,简述纳米纤维素的制备方法与特性,详细介绍纳米纤维素在生物质薄膜材料、生物质发泡材料、缓释抗菌材料和纸张中的应用研究,以及纳米纤维素功能性材料在包装中的研究进展,并讨论纳米纤维素应用在食品包装中的安全问题。结果纳米纤维素性能优异、绿色环保,作为可降解包装材料的增强成分可以提高复合材料的力学性能和阻隔性能,并可赋予材料特殊的功能。结论纳米纤维素在包装领域有着巨大的应用潜力,利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素拥有广阔的发展前景。     

可降解抑菌食品包装膜的研究进展

目的 对常用的抑菌剂和可降解高分子材料在食品包装中的应用进行综述,以开发具有可降解性、抑菌性、绿色环保的新型智能食品包装材料。方法 总结可降解抑菌膜和可降解高分子材料合成的食品包装膜中常用的抑菌剂（如壳聚糖、植物精油、植物提取物、细菌素）与可降解高分子材料（如淀粉及其衍生物、壳聚糖、纤维素、蛋白质等）的相关学术研究进展。结论 可降解抑菌膜大多被应用于果蔬采后运输贮藏的包装,如果将其应用于田间,可以更好地避免杂菌的污染。     

细菌纤维素在包装领域的研究进展

目的 将来源于自然的细菌纤维素作为包装材料应用于包装领域,以取代传统的塑料包装材料.方法 综述近几年细菌纤维素在包装领域的研究与应用现状,介绍细菌纤维素的基本培育过程、改性技术和制备方法,阐述细菌纤维素在包装领域的研究与应用.结果 细菌纤维素通过层层组装、聚合、联接等方式,可与多种聚合物高效复合,形成不同微观尺寸和结构特性的纤维素基多孔复合材料,从而改善其力学性能和物理性能,并可调控其阻隔性能和抗菌灭菌性能.常用细菌纤维模式为纳米细菌纤维和纳米细菌晶须.结论 细菌纤维素材料及其复合材料完全可以替代塑料用于包装领域,在食品包装和智能包装上的研究和应用前景较大.     

静电纺淀粉纳米纤维的交联改性研究

通过静电纺丝技术制备纯淀粉纳米纤维膜,并在密闭容器中和戊二醛蒸汽进行交联。利用环境扫描电子显微镜(ESEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对纤维交联前后的表面形貌和结构进行观察和分析,通过电子万能材料拉伸试验机、接触角测试仪等考察了交联反应对纤维膜性能的影响。结果表明,戊二醛与淀粉分子之间发生了缩醛化交联反应,淀粉纳米纤维膜经戊二醛蒸汽交联后仍能较好的保留原纤维的形态,并且拉伸性能和耐水性能均得到一定程度的提高。     

PET片材印刷UV墨耐紫外老化性研究

目的 为制备性能良好和绿色环保的聚乙烯醇薄膜提供一定的理论依据。方法 分类介绍壳聚糖、纳米纤维素、可降解塑料、蛋白质等生物质材料增强聚乙烯醇薄膜及其在食品包装领域的研究现状。 结果 虽然通过与不同的生物质材料共混改性,可获得性能较为优良的聚乙烯醇薄膜,且用作食品包装时,具有抗菌与抗氧化、智能标签和整体保鲜的效果,但成本问题制约了实际生产。结论 利用生物质材料可以增强聚乙烯醇薄膜的综合性能,在食品包装领域有较好的发展前景。     

纳米材料对阔叶纤维素包装膜性能影响的研究

采用NMMO法,以阔叶纤维素为原料制备纤维素膜,通过向铸膜液中添加经硅烷偶联剂KH-550改性的纳米SiO2,钛酸酯偶联剂改性的CaCO3以及载银TiO2材料制备纳米／纤维素复合膜。对制备纳米／纤维素复合膜微观结构采用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）进行了表征,并结合力学性能和透氧性能测试分析了纳米材料结构和含量对膜综合性能的影响。结果表明：纳米材料的加入可以改善NMMO法纤维素膜的透氧性能,当改性纳米SiO2、改性纳米CaCO3和载银TiO2添加质量分数分别为2％、1％和1．5％时制备的纤维素纳米复合薄膜的综合性能达到最优。     

静电纺丝制备生物基食品活性包装纤维膜及其应用

目的 将具有电纺性的生物基材料应用在食品包装领域,为静电纺丝技术在食品活性包装纤维膜制备中的应用提供参考和依据.方法 对静电纺丝技术的原理、优势进行分析,归纳蛋白质、多糖等生物基大分子材料的可纺性、由不同材料复合制得纳米纤维膜的特性和功能差异,以及静电纺丝技术制备生物基食品活性包装纤维膜及其在抗菌、抗氧化、功能吸收包装等方面的应用,并对该技术在食品活性包装中存在的问题和发展前景进行展望.结果 静电纺生物基纳米纤维膜可用作食品活性包装,具有良好的贮存与保鲜效果.结论 静电纺丝具有工艺简单、成本较低等优点,且制得的纳米纤维膜比表面积大、纳米尺度效应明显,已成为一种非常便捷的制备功能活性食品包装材料的微纳制造技术;再结合生物基大分子材料在安全、无毒、可降解、可食用等方面的优势,其在食品包装领域具有良好的发展前景.     

羧甲基纤维素复合膜的研究现状

目的介绍羧甲基纤维素与淀粉、海藻酸钠、明胶、纳米纤维素、壳聚糖和其他材料制备复合膜在国内外的研究进展,以及该类具有抑菌性能的食品包装复合膜的最新研究进展,为羧甲基纤维素复合膜的研究提供一定的思路和依据。方法总结该方向研究中不同材料的最佳添加量对羧甲基纤维素复合膜性能的提升情况,及一些复合膜添加不同的有机抑菌剂或无机抑菌剂后抑菌性能的提升情况和对一些食品的保鲜效果。结论羧甲基纤维素复合膜具有较大的应用潜力,添加一些材料后具有抑菌活性,该类复合膜在食品保鲜方面具有一定的应用价值。     

纤维素基可降解抑菌食品包装材料的研究及应用进展

目的 对纤维素在抑菌食品包装领域的研究进行综述,分析纤维素在抑菌材料中的作用和抑菌效果.方法 归纳近几年国内外基于纤维素、纤维素衍生物以及纳米纤维素的抑菌包装材料的制备方法和抑菌效果,对纤维素基可降解抑菌食品包装的发展方向提出展望.结果 天然高分子纤维素具有优异的生物兼容性、可降解性、可再生性、无毒性等特点,已成为开发现代食品包装材料的重要资源;制备的纤维素基食品包装材料具有优异的力学性能和显著的抑菌效果,且降低了传统化石包装材料有害物质对食品安全的潜在影响.结论 纤维素基食品包装材料有望取代化石包装材料,最大程度地保障食品质量与安全,是现代食品包装产业的发展方向,具有较大前景.     

The Potential of NanoCellulose in the Packaging Field: A Review

Nanocellulose has potential applications across several industrial sectors and allows the development of innovative materials, as well as the enhancement of conventional materials properties. The nanocellulose particles can be utilized as fillers, in composites manufacture, as coating and as self‐standing thin films, achieving always very interesting and promising properties. Very few of the several reviews that recently appeared on this topic in the scientific literature, however, summarized the potential of cellulose in nanoform specifically for the packaging field rather focusing on different aspects, ranging from the chemistry and the morphology of nanocellulose particles to the preparation methods, the industrial applications and the patents released. In the present review, the remarkable chemical and physical properties of nanocellulose are introduced and discussed with specific reference to the packaging needs. First, the cellulose resources and structure are introduced, then the process methods to reach the nanoscale, the corresponding morphologies and nomenclatures are summarized, mentioning also the possible chemical modifications of nanocellulose and, finally, its practical and potential applications for packaging materials, especially food packaging materials, are tentatively proposed and discussed. Although the review might not cover every aspect on nanocellulose, yet the key points, particularly those related to safety and biodegradability issues, are regarded and considered. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

纳米纤维素在气体阻隔包装材料中的应用进展

目的介绍纳米纤维素在包装中的应用与国内外的研究现状,阐述纳米纤维素在改善包装材料气体阻隔性能方面的作用机理、作用方式及作用效果,并对纳米纤维素在气体包装材料领域中的应用前景进行展望。方法归纳整理国内外文献,简单介绍纳米纤维素的基本性能和制备,以及纳米纤维素复合材料的制备方法,并重点整理分析纳米纤维素复合材料在阻隔包装材料领域的应用与进展。结果纳米纤维素具有来源广泛、可降解、可再生以及高结晶度等优良特性,在包装材料中加入纳米纤维素可以显著提高包装材料的气体阻隔性能。结论随着对纳米纤维素研究的不断深入,纳米纤维素在气体阻隔包装材料中的应用会越来越广泛。     

纳米纤维素基泡沫材料在包装领域的研究进展

纳米纤维素作为天然可降解材料,具有优良的力学性能、高比表面积、大长径比等特性。为研究基于纳米纤维素开发的泡沫材料在包装领域的应用,对近年来纳米纤维素基泡沫材料的制备方法及其缓冲、隔热、阻燃、抗菌、疏水等性能进行总结,概括了纳米纤维素泡沫材料在纳米纤维素制备、湿泡沫发泡和泡沫成型干燥等领域的进展。但由于现阶段纳米纤维素制备工艺的复杂性,以及干燥过程中较高的能耗和较长的周期,作为包装材料的关键性能指标还有进一步提升的空间,实现规模化生产仍有一些问题有待解决。通过综述纳米纤维基泡沫材料在包装领域的研究进展,以期为可持续包装材料的发展提供理论支持。     

Bio-nanocomposites based on derivatized potato starch and cellulose, preparation and characterization

The use of native starch as a thermoplastic polymer is limited by its fragility and high moisture absorption. Native potato starch was derivatized using different agents in order to reduce its hydrophobicity. A reduction in starch mechanical properties was also found as a side effect of derivatization treatments. The addition of nanocellulose allows to considerably improve mechanical properties of biopolymers as well as to maintain their inherent biodegradation capability. Cellulose nanofibers were added to native and modified starch in order to improve the mechanical properties. The mechanical properties of starch/cellulose nanocomposite films were evaluated, finding that they considerably improved with the addition of cellulosic nanofibers. This contribution demonstrates a new approach in order to produce bioplastics with combined effect: improved moisture and heat resistance (due to the chemical treatment) and high mechanical properties (after the addition of nanocellulose).     

纳米纤维素在功能纳米材料中的应用进展

纳米纤维素分为纤维素纳米纤维(CNF)、纤维素纳米晶体(CNC)、细菌纳米纤维素(BNC)。CNF主要由机械法和2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基(TEMPO)介导氧化法制备,呈微纤丝状。CNC主要由酸水解法制备,呈棒状或针状颗粒。BNC由细菌合成,呈纳米纤维网络状。文中综述了纳米纤维素在凝胶、仿生复合材料、导电材料、电极材料、导热材料、电磁屏蔽材料、压电材料及传感器材料领域的应用现状,并对其功能纳米材料未来发展的方向进行了展望。     

Nanocellulose as a natural source for groundbreaking applications in materials science: Today’s state

Nanocelluloses are natural materials with at least one dimension in the nano-scale. They combine important cellulose properties with the features of nanomaterials and open new horizons for materials science and its applications. The field of nanocellulose materials is subdivided into three domains: biotechnologically produced bacterial nanocellulose hydrogels, mechanically delaminated cellulose nanofibers, and hydrolytically extracted cellulose nanocrystals. This review article describes today’s state regarding the production, structural details, physicochemical properties, and innovative applications of these nanocelluloses. Promising technical applications including gels/foams, thickeners/stabilizers as well as reinforcing agents have been proposed and research from last five years indicates new potential for groundbreaking innovations in the areas of cosmetic products, wound dressings, drug carriers, medical implants, tissue engineering, food and composites. The current state of worldwide commercialization and the challenge of reducing nanocellulose production costs are also discussed.     

纳米纤维素基材料在柔性电子器件中的应用

目的 由于纳米纤维素基材料良好的柔韧性、热力学性能和高透明度,近年来在柔性电子产品中引起越来越多的关注。通过综述该领域的研究进展,将有助于研究人员更高效地开展研究。方法 综述3类纳米纤维素的制备方法及将纳米纤维素基材料应用在柔性电子产品中的研究进展。分别阐述纳米纤维素基材料应用于器件柔性衬底及绝缘材料的研究实例,并讨论纳米纤维素在各种应用方向中的优势以及存在的问题,最后对材料的未来应用前景进行展望。结论 纳米纤维素是天然纤维素与纳米技术结合的产物,可主要划分为纤维素纳米纤丝、纤维素纳米晶以及细菌纤维素3类。近年来,纳米纤维素基材料作为电子器件柔性衬底、绝缘材料等研究均有许多成果问世。虽然纳米纤维素基电子器件的开发还主要停留在实验室阶段,但是与传统的石油化工产品相比,纳米纤维素具有原材料丰富、环保可降解等优点。对纳米纤维素基新型材料的开发利用,有助于解决人类社会中日益严重的电子垃圾问题。