硬脂酸改性聚乙烯醇/纳米纤维素复合阻隔涂料的制备

目的 为了以安全环保的方式提高聚乙烯醇(PVA)阻水阻气性,制备高阻隔PVA涂料,提高PVA的性能与应用范围。方法 在聚乙烯醇中填充纳米纤维素(Cellulose Nanofiber,CNF),并在此基础上添加硬脂酸进行耐水改性,探究对阻隔性能的影响,利用傅里叶红外光谱,X射线衍射,氧气、水蒸气透过率测试仪对其进行结构性能表征。结果 硬脂酸与PVA的酯化反应可以提高涂层的耐水性,PVA与CNF间能产生氢键,提高涂层结晶性能与阻隔性能,适量的硬脂酸的加入未降低CNF的结晶度,只降低了PVA的结晶性能,硬脂酸添加量为16%时涂层水蒸气透过率达到最低2.2 g/(m².d),氧气透过率达到1.3 cm³/(m².d)。结论 利用CNF填充与硬脂酸酯化协同改性制备的PVA阻隔涂料具有较高的阻隔性能,使其在阻隔涂层方面具有广阔的应用前景。     

探究温度对复合膜阻隔性和力学性能的影响

目的 探究温度变化对几种包装用复合膜阻隔性和力学性能的影响。方法 采用4种不同材质的复合膜为研究对象，通过调节温度变化，分别对复合膜进行拉伸强度、断裂伸长率、穿刺强度、直角撕裂力、氧气透过量、水蒸气透过量测试。结果 随着温度的升高，复合膜的拉伸强度、穿刺强度、直角撕裂力呈现逐渐变小的趋势，断裂伸长率呈现先增大后减小的趋势，氧气透过量、水蒸气透过量呈现逐渐变大的趋势。温度从15 ℃升至55 ℃，BOPP/EVOH复合膜的力学性能和阻隔性能受温度影响小，其中拉伸强度降低了5.2 MPa，断裂伸长率增加了10%，穿刺强度降低了4.4 N，直角撕裂力降低了5.0 N，水蒸气透过量提高了2.34 g/(m².d)，氧气透过量增加了12.5 cm³/(m².d.0.1 MPa)。结论 根据实验探究，温度是影响包装复合材料性能的重要因素，为不同温度条件下不同材质复合膜的性能变化提供了数据指导，BOPP/EVOH复合膜的综合性能受温度变化影响最小。     

废弃棉织物高阻氧性再生纤维素膜的制备及性能研究

目的 为提高废弃棉织物的利用价值和利用率,将回收的废弃棉织物溶解于LiCl/DMAc溶液中,随后以水、体积分数为50%的乙醇水溶液、甲醇、乙醇、丙酮为凝固浴,通过溶胶–凝胶法成功制备高阻氧性再生纤维素(RC)薄膜。方法 采用氧气透过测试仪、水蒸气透过测试仪、拉伸测试仪、红外光谱和热重对RC膜的结构和性能进行探究。结果 不同的凝固浴条件下制备出的RC膜均具有极高的氧气阻隔性和较高的拉伸强度。其中丙酮为凝固浴的条件下制备出的RC膜的氧气阻隔性能最佳,其透氧系数可低至2.093 5×10⁻¹⁷ cm³.cm/(cm².s.Pa),远低于相同测试条件下的普通塑料薄膜透氧系数2～4个数量级。此外,该薄膜还具有很高的力学性能,拉伸强度可达98 MPa,远高于普通聚乙烯薄膜的拉伸强度。结论 该工作制备了一种具有高阻氧性和高强度的可降解RC膜,这为废弃棉织物的回收和二次利用提供了一种新的途径。     

大气压介质阻挡放电等离子体辅助原子层沉积氧化铝阻隔膜

为了研究纳米氧化铝对双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜(BOPET)阻隔性能的影响,利用自行设计加工的大气压介质阻挡放电(DBD)等离子辅助原子层沉积(PAALD)设备,使用三甲基铝(TMA)和氧气等离子体(O²)在厚度为120 μm的BOPET上生长氧化铝(Al₂O₃)无机层。采用椭圆偏振仪、原子力显微镜、红外光谱仪、X射线光电子能谱分析和透湿仪等分别对氧化铝薄膜的厚度、表面形貌、成分和水蒸气透过率等进行测量和表征。结果表明,大气压DBD等离子体辅助沉积 Al₂O₃薄膜具有ALD生长特性,生长速率为0.27 nm/周期,高于在低压下由等离子体辅助ALD沉积的Al₂O₃的生长速率;生长的氧化铝薄膜结构致密、表面粗糙度小,薄膜成分较纯;其水蒸气透过率(WVTR)由PET原膜的3.17 g/(m²·d)低至0.05 g/(m²·d)。     

基于响应面法的原子层沉积高阻隔膜研究

目的 研究分析等离子辅助原子层沉积技术(ALD)技术在PET表面上沉积超薄Al2O3阻隔层的工艺优化。方法 采用单因素结合响应面设计试验法,对Al2O3/PET薄膜的沉积速率(GPC)进行优化,通过AFM分析得到薄膜的生长模式和表面粗糙度,最后用水蒸气透过率表征薄膜的阻隔性能。结果 最大GPC的沉积参数:TMA脉冲时间为0.17 s、吹扫时间为11 s、O2的脉冲时间为0.35 s、吹扫时间为10 s、沉积速率为0.215 nm/cycle;薄膜以层状生长模式生长,表面粗糙度均方根(RMS)为0.58 nm;沉积500个循环后薄膜的水透过率从7.456 g∙d/m²降低到0.319 g∙d/m²。结论 通过响应面法优化了ALD制备工艺参数,Al2O3在PET表面沉积100 nm左右时,水蒸气阻隔性提高了25倍。     

PBAT/PVA复合涂布膜阻隔性研究

目的 为改善PBAT膜的阻隔性,通过以戊二酸为交联剂改性PVA制备涂膜液,利用涂布法制备了具有高阻隔性的PBAT/PVA复合薄膜。方法 采用红外光谱、差示扫描量热仪、接触角测试仪、水蒸气透过率测试仪等对改性PVA单膜、PBAT/PVA复合膜的结构和性能进行研究。结果 表明由于戊二酸与PVA之间有一定的酯化作用,消耗PVA中部分羟基,从而提高了PVA的耐水性。戊二酸改性提高了PVA膜的疏水性,其接触角从11.3°提高到60.6°。与PBAT纯膜相比,涂覆了戊二酸的PVA涂膜液改性3 h后复合膜水蒸气透过率由647.95 g/(m².24 h)降低到132.07 g/(m².24 h)、氧气透过量由17 730.3 cm³/ (m².d.MPa)降低到396.6 cm³/(m².d.MPa),证明改性3 h的PVA涂膜液对增加PBAT阻隔性最有帮助。结论 利用涂布法制备的PBAT/PVA复合薄膜具有较高阻隔性,为PBAT的广泛应用打下了基础。     

PPC/PHB吹塑薄膜的相形态、力学和阻隔性能研究

采用挤出吹塑成型制备PPC/PHB复合材料薄膜,研究薄膜的微观形态与力学性能和阻隔性能之间的关系。结果表明,薄膜的拉伸强度随着PHB含量的增大逐渐增大,薄膜的纵向拉伸强度比横向拉伸强度高,横向直角撕裂强度比纵向略高,这与薄膜沿拉伸方向发生了一定的取向有关;薄膜的水蒸气渗透系数和氧气渗透系数均随着PHB含量的增大而不断减小,表明其阻水及阻氧性能得到提高;当PHB含量为30%(质量分数)时,与纯PPC相比,复合材料薄膜的氧气阻隔性能提升了约5倍。分别采用Fricke和Nielsen理论模型预测PPC/PHB复合材料薄膜的阻隔性能,探究影响PPC/PHB共混薄膜阻隔性能的作用机制,可为高阻隔性能的PPC/PHB复合材料制备提供理论指导。     

预测相融共混膜氧气透过率的分形渝渗模型

目的 预测相融体系共混膜氧气透过率,为高阻氧共混膜的生产和设计提供理论依据.方法 应用分形与渝渗理论提出一种氧气透过率预测模型,该模型能够在高阻氧材料体积分数条件下更准确地估算相融体系共混膜的氧气透过率.以聚酯/聚萘二甲酸乙二醇酯(PET/PEN)共混膜为例,通过扫描电镜分析共混膜微观形貌,确定PET/PEN共混膜中氧气渗透维数,并根据渗透维数结合文中提出的预测模型计算PET/PEN共混膜氧气透过率,最后通过实验数据验证该模型的有效性.结果 氧气在PET/PEN混合膜中的渗透可以简化为二维渗透.在低PEN体积分数条件下,现有模型和文中提出的预测模型均与实验结果高度吻合.该模型在高PEN体积分数条件下展现出了现有其他模型所没有的曲线趋势,能够更准确地描述高阻氧材料在共混膜体系中对氧气的阻隔作用.结论 文中提出的预测模型能够用于预测相融体系共混膜的氧气透过率.     

PBAT/ZSM-5分子筛共混薄膜的制备与性能

目的 以聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)为基材,制备PBAT/ZSM-5分子筛共混薄膜,研究分子筛含量对薄膜性能的影响.方法 通过共混熔融挤出流延法制得含不同质量分数ZSM-5分子筛(0％,1％,3％,5％,7％)的PBAT薄膜,测定分析不同分子筛质量分数对薄膜的颜色、透明性、结构、气体阻隔性、力学性能等性能的影响.结果 随着分子筛质量分数的增加,透明性和断裂伸长率显著降低,抗拉强度先增加后降低,质量分数为1％分子筛的薄膜抗拉强度相对较大,较纯PBAT薄膜增加了12.34％;薄膜氧气透过性能整体上呈上升趋势,二氧化碳透过性和CO2/O2透过比均逐渐增加,水蒸气透过性显著降低,与纯PBAT薄膜相比,质量分数为7％分子筛PBAT薄膜的氧气和二氧化碳透过系数分别增加了18.48％,33.51％,水蒸气透过系数下降了43.28％,CO2/O2透过比由原来的8.84增加到9.96;薄膜表面和横截断面均变得粗糙,局部区域有团聚现象,且随分子筛含量的增加而变得明显.结论 ZSM-5分子筛的少量加入,可以影响PBAT薄膜力学性能,降低其水蒸气透过性,调节薄膜的气体选择透过性,为其应用于生鲜果蔬包装提供基础.     

DCP对生物基单体原位聚合增韧聚乳酸效果的影响

目的 改善大豆油多元醇和L-赖氨酸乙酯二异氰酸酯作为生物基单体原位聚合增韧聚乳酸(PLA)共混物的界面相容性。方法 在上述2种单体原位聚合增韧PLA的过程中,添加少量过氧化二异丙苯(DCP),诱导聚合形成的聚氨酯增韧相与PLA基体之间发生增容反应;然后再研究添加DCP后,对所制备PLA共混物微观结构、力学性能及结晶/熔融性能的影响规律。结果 加入DCP后,发现聚氨酯增韧相凝胶含量增加,同时共混物界面相容性得到改善。当DCP质量分数为0.8%时,共混物缺口冲击强度达到最高(12.3 kJ/m²),约为纯PLA的4.4倍。随着DCP质量分数从0增加1.2 %,共混物中PLA组分的熔融温度和结晶度逐渐从163.8 ℃和7.3%降至155.6 ℃和3.2%。结论 在生物基单体原位聚合增韧PLA体系中添加少量DCP,可制备出一种具有良好韧性的全生物基PLA材料。     

中空桔瓣型超细纤维/水性聚氨酯合成革的制备及性能

以聚酯-聚酰胺6(PET-PA6)中空桔瓣型超细纤维非织造布为基布,以水性聚氨酯(WPU)膜为聚合物涂层,经干法移膜技术得到了中空桔瓣型超细纤维/水性聚氨酯(PET-PA6/WPU)合成革,实现了超纤革的绿色化制备。通过场发射扫描电镜(FESEM)等测试手段表征了PET-PA6中空桔瓣型超细纤维非织造布的结构性能,系统研究了发泡倍率对WPU膜形态结构和性能的影响规律,分析了PET-PA6/WPU合成革的结构、透气透湿和物理力学性能。结果表明:PET-PA6中空桔瓣型超细纤维非织造布裂离后单根纤维的直径介于2.2~5.5μm之间,且其性能满足纺织品合成革用非织造基布的使用要求。当发泡倍率为100%时,所制备WPU膜为致密无孔结构,透气量和透湿率分别为14.72L/(m~2·s)和3 686.84g/(m~2·24h)。随着发泡倍率的增加,所制备WPU膜具有通透型泡孔和有孔表面,平均孔径、透气量和透湿率均依次增大。其中,当发泡倍率为250%时,WPU膜的透气量和透湿率分别达到169.43L/(m~2·s)和5 209.09g/(m~2·24h)。所制备的PET-PA6/WPU超纤革为三层复合结构,包括基布层、发泡层和面层,且其透气量为0.45L/(m~2·s),断裂强力为纵向138.40N、横向96.60N,断裂伸长率为纵向72.70%、横向101.80%,撕裂强力为纵向63.20N、横向88.20N,剥离强力为水解前15.86N、水解后15.61N,褶皱回复角为纵向149.30°、横向151.80°,均优于同类型的海岛针织合成革和真皮,同时透湿率高达1 673.8g/(m~2·24h),接近于真皮。     

Blends of PP/PE co‐octene for modified atmosphere packaging applications

The aim of this work was to obtain films of polypropylene (PP)/polyethylene co‐octene (POE) blends and study the influence of their composition and mixing conditions on final morphology and ultimate properties (thermal, mechanical, oxygen and water vapour transmission rates). Scanning electron microscopy showed segregation of POE domains in the PP matrix. Thermal analysis indicated that the addition of POE modified neither the melting temperature nor the crystallinity of PP in the pressed films. It was found that permeabilities of films were mainly related to POE content rather than morphological features. For the maximum POE concentration used (40%), the oxygen permeability increased up to ∼100% from that of neat PP. A similar trend was found for water vapour permeability. Rigidity of blends dropped significantly with the addition of POE although their ductility slightly increased when compared to pure PP. No significant effect of blend preparation conditions on these properties was found. Mechanical and permeability characteristics of films make them very attractive to be used for MAP of fresh produce such as apple, blueberry and mushroom. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

胡萝卜可食性包装膜的制备及性能

目的 研究胡萝卜可食性食品包装膜,以替代塑料包装材料用于食品包装.方法 以胡萝卜为原材料,添加羧甲基纤维素(CMC)、海藻酸钠、甘油制备可食性膜,研究不同添加量对膜的抗拉强度、热封强度、断裂伸长率以及阻隔性能的影响,以抗拉强度为主要指标,通过正交试验进行工艺优化,并进行验证试验,对力学性能和其他性能进行测定.结果 每100 mL蒸馏水中最佳添加量,胡萝卜浆20 g,羧甲基纤维素2.5 g,海藻酸钠1.6 g,甘油1.5 mL,获得的可食性膜抗拉强度为5.71 MPa,热封强度(15 mm)为3.84 N,断裂伸长率为119.98％,透湿量为439.59 g/(m2·d),透氧量为4.96 cm3/(m2·d·kPa),溶解时间为35 s,膜平均厚度为0.183 mm.结论 根据实验结果,可以获得浅橙色、半透明、质地柔软均匀、平滑无气泡、具有一定强度和韧性、力学性能良好的可食性食品包装膜.     

PCL/PPC共混膜性能研究

目的提高聚己内酯(PCL)薄膜对氧气及水蒸汽的阻隔性。方法利用双螺杆挤出机,对PCL与聚碳酸亚丙酯(PPC)进行共混挤出制备薄膜材料,并对PCL/PPC共混膜的相容、热学、阻隔及力学等性能进行测量。结果当PPC含量较少或较多时,PCL与PPC具有一定的相容性,而在中间含量时出现了相分离;PCL/PPC薄膜对氧气的透过系数和水蒸气的透过率随着PPC含量的增加而降低;PPC的加入提高了PCL的强度及模量,在共混比例较小时,共混膜有相对较好的抗撕裂性能。结论添加适量的PPC能使PCL表现出更好的氧气和水蒸汽阻隔性及较好的力学性能。     

PEG200增塑改性ACNs/MMT/PHBH纳米复合包装膜

目的 制备聚乙二醇(PEG200)-乙酰化纤维素纳米晶体/蒙脱土/聚3-羟基丁酸酯-co-3-羟基己酸酯(PHBH)纳米复合包装膜,探究PEG200对三元纳米复合材料(ACNs/MMT/PHBH)性能的影响,以获得柔韧性、分散性等性能优良的纳米复合包装膜,增加复合包装膜在包装上的可应用性.方法 通过溶液共混法制备不同比例的PEG200-ACNs/MMT/PHBH纳米复合包装膜,应用扫描电镜、傅里叶红外光谱、偏光显微镜、热重分析、差式扫描量热仪、拉伸测试仪和透氧透湿测试仪,对复合膜的断面形貌、热稳定性、晶体形貌、力学性能和阻隔性能进行分析表征.结果 扫描电镜显示,加入适量的PEG200后,纳米颗粒上具有包覆作用,使得填料与PHBH基质间的相容性得到进一步改善.力学测试结果表明,PEG200的加入使复合包装膜的韧性有一定程度的提高,当PEG200的质量分数为6％时,与未添加PEG200的包装膜相比,其断裂伸长率增加了29.9％.阻隔性能测试结果显示,当PEG200的质量分数为4％时,复合膜的阻隔性能最佳,水蒸气透过率和氧气透过率分别为26.48 g/(m2·d)和28.46 cm3/(m2·d).结论 实验结果表明,加入少量的PEG200能够改善纳米粒子与PHBH之间的相容性,提高ACNs/MMT/PHBH纳米复合材料的韧性和阻氧阻湿性能.     

包装材料对肉类食品胀袋问题的影响与分析

目的 比较分析不同种类包装材料的性能差异对所包装肉类食品胀袋问题的影响。方法 以常见的用于包装烧鸡的PA/Al/CPP、BOPA/LDPE,包装猪蹄的PET/PA/CPP、PET/PA/Al/CPP,包装肉肠的PVDC共挤膜、BOPP/PVDC/PE等6种材料为试验样品,分别测试其揉搓前后氧气透过量、拉伸性能、抗穿刺性能、热封强度、密封性能。结果 样品阻隔性由高到低依次为PET/PA/Al/CPP、PA/Al/CPP、PVDC共挤膜、BOPP/PVDC/PE、PET/PA/CPP、BOPA/LDPE;揉搓后PET/PA/Al/CPP阻隔性仍较高,PA/Al/CPP耐揉搓性差,出现贯穿性针孔,揉搓前后BOPA/LDPE、PET/PA/CPP的阻隔性相差不大;BOPP/PVDC/PE拉伸性能较差,横向断裂伸长率仅为28.4%,且热封强度低,其余样品的拉伸性能、抗穿刺性能、热封强度均较好;PA/Al/CPP,BOPP/PVDC/PE成品包装分别在袋体折皱处、袋体与热封口处漏气,其余样品均未漏气。结论 耐揉搓性差、拉伸性能差及热封强度低分别是烧鸡PA/Al/CPP包装、肉肠BOPP/PVDC/PE包装发生胀袋的主要原因;阻氧性偏低易导致由BOPA/LDPE,PET/PA/CPP,PVDC 5层共挤膜包装的烧鸡、猪蹄、肉肠在长时间存储时缓慢胀袋。上述样品存在的问题主要与材质结构、铝箔层质量、材料生产及热封工艺有关。     

烧结温度对单管式黄土陶瓷支撑体性能的影响

以中值粒径为38.78μm的洛川黄土为骨料,采用滚压成型法和固态粒子烧结法制备单管式黄土基陶瓷膜支撑体。探究烧结温度对黄土陶瓷支撑体性能的影响。通过热重分析、三点弯曲法、压汞法、自制装置、质量损失法、X-射线衍射、扫描电镜对单管式黄土基陶瓷膜支撑体的热稳定性、抗折强度、孔隙率、纯水通量、耐酸碱度、晶相组成的分析及表面形貌的观察对支撑体进行了表征。研究表明,烧结温度确实能影响黄土陶瓷支撑体的性能;当烧结温度为1100℃时,支撑体的表面光滑,孔隙率达到了20.08%、抗折强度为32.46 MPa、纯水渗透率为893 L/(m^2·h·MPa)、酸碱腐蚀重量损失率为0.42%与0.24%,平均孔径和中值孔径分别为4.68、2.68μm。在此烧结温度下可生产出成本合理、效果优良的陶瓷膜支撑体。     

HB-2五层共挤高阻隔包装复合膜研制与应用前景

介绍了HB-2五层共挤高阻隔包装复合膜的材质结构和工艺路线,并分别就阻氧性能、抗污染热封性、复合强度等问题给出了相应的解决方案.HB-2五层共挤高阻隔包装复合膜既有高阻隔性,又有透明性、抗污染性等优点,将成为高阻隔软包装领域内最具发展前景的新型包装材料.