PLA/PCL共混膜的制备及性能研究

目的研究PCL含量对PLA/PCL共混包装膜性能的影响,以改善PLA的韧性。方法将不同质量比的PLA和PCL树脂均匀混合,而后熔融挤出吹膜制得PLA/PCL共混膜。对制得的共混膜进行力学性能测试,获得拉伸强度和断裂伸长率,再通过扫描电镜分析观察其微观断面,采用DSC测试分析其熔融结晶行为,通过氧气透过性能和透湿性能的测试获得其阻隔性能。结果通过扫描电镜与红外光谱发现,PLA与PCL为两相结构,界面不相容;力学性能显示当PCL的质量少于20%时,对PLA的增韧效果不明显;当PCL的质量为50%时,PLA的断裂伸长率从2.9%提高到290%;DSC结果发现,PCL的加入有助于降低PLA的玻璃化转变温度,提高结晶度;阻隔性能结果表明,随着PCL质量比的增大,共混膜的氧气透过系数和透湿系数下降,阻隔性得到提高。结论 PCL的加入能提高PLA的韧性,当PCL与PLA质量比为3∶7时,共混膜具有最佳的性能。     

PCL抑菌包装膜的制备及其性能研究

采用熔融共混法制备聚己内酯/茶多酚(PCL/TP),聚己内酯/壳聚糖(PCL/CS),聚己内酯/海藻糖,聚己内酯/TiO2(PCL/TiO2)4种抑菌膜,并研究薄膜的氧气透过率、力学性能和对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的抑制作用。研究表明:与PCL单膜相比,PCL复合膜的断裂伸长率均有所降低,杨氏模量均有所提高,PCL/TP、PCL/10%CS和PCL/10%海藻糖复合膜均很好的改善了PCL单膜的阻氧性能,PCL/TP复合膜具有较好的抑菌功能。     

ATBC对3D打印用PLA/PCL线材的制备与性能的影响研究

以乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为相容剂,通过熔融共混法制备了PLA(聚乳酸)/PCL(聚己内酯)/ATBC共混物,然后采用微型挤出机制备用于熔融沉积(FDM)3D打印的共混物线材,研究了ATBC用量对共混物线材的直径、表面粗糙度、极限拉应力以及共混物相容性的影响,以及ATBC用量对3D打印制品的吸水性与力学性能的影响。结果表明,随着ATBC含量的增加,共混物线材的直径、表面粗糙度、极限拉应力逐渐变小,相容性得到改善。打印制品的吸水率降低,拉伸强度降低,但冲击性能得到有效地改善;当ATBC用量为6%时,3D打印共混物的断裂伸长率可达94.6%,冲击强度可达10.5kJ/m~2。     

乙酰柠檬酸三正丁酯增塑改性淀粉/聚乳酸共混材料的结构与性能

以乙酰柠檬酸三正丁酯(ATBC)作为增塑剂,采用熔融共混法制备了淀粉/聚乳酸(PLA)共混材料。采用红外吸收光谱、扫描电镜、X射线衍射、热重分析及力学性能测试方法研究了ATBC对淀粉/PLA共混材料结构和性能的影响。结果表明,ATBC能与PLA和淀粉分子发生强相互作用,破坏淀粉/PLA共混物中原有的氢键,降低淀粉/PLA共混物的结晶度;在淀粉/PLA共混物中加入ATBC可提高PLA与淀粉的界面结合力,改善其相容性,进而改变淀粉/PLA共混材料的结构与性能。ATBC不影响共混材料的热稳定性,但能降低淀粉/PLA共混物的玻璃化转变温度(Tg)和熔点(Tm),改善加工性能;ATBC能显著提高淀粉/PLA共混材料的柔韧性,含20%ATBC的淀粉/PLA共混材料的断裂伸长率可达到365%。     

改性木质素/PBAT复合包装膜的研究

目的 将硅烷化木质素（SAL）与聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯（PBAT）共混制备包装性能更为优良的SAL/PBAT复合包装膜,使其在包装领域应用更广。方法 通过对木质素进行硅烷化改性,以咪唑作为中间体,将叔丁基二甲基氯硅烷（TBDMSCl）接枝到木质素的羟基上制备SAL,并将SAL与PBAT进行熔融共混吹塑成膜,探讨其对包装膜的力学和阻隔等性能的影响。结果 与纯PBAT膜相比,SAL/PBAT复合包装膜拉伸强度提高了31.0%,断裂伸长率降低了37.4%,弹性模量提高了529.7%,氧气透过率降低了39.4%,水蒸气透过率降低了42.4%。结论 改性木质素与PBAT复合能够产生协同效应,可以有效改善SAL/PBAT复合包装膜的力学和阻隔性能。     

GTA改性的PLA/PHB复合包装膜性能研究

目的研究三乙酸甘油脂(GTA)对PLA/PHB包装膜性能的影响。通过添加GTA提高PLA与PHB的相容性,改善包装膜的力学和透湿透氧性能。方法以GTA为增塑剂,聚乳酸(PLA)和聚β-羟基丁酸酯(PHB)为原料,利用熔融共混吹膜的方法制备PLA/PHB复合膜,通过对复合材料的DSC测试,以及透湿透氧性能、力学性能和红外光谱分析,研究GTA质量分数不同时对复合材料的拉伸性能、断裂伸长率、透湿透氧性能和相容性的影响。结果随着GTA含量的增加,薄膜拉伸强度整体呈下降趋势,同时断裂伸长率不断增大。当GTA质量分数大于4%时,拉伸强度急剧下降,断裂伸长率由原先的快速增长变为缓慢增长。透湿性能随GTA质量分数的增加先不断增大后减小,透氧性能增长不明显。通过DSC图结合包装膜断面结构微观图发现,GTA的加入减弱了聚合物分子链段之间的作用力,促进了链段的运动,使得薄膜断面上的微孔消失,形成层状结构。结论 GTA的加入改善了PLA和PHB的相容性,并且在GTA质量分数为4%时,复合包装膜既具有较好的拉伸性能和断裂伸长率,还具有较好的透湿透氧性能。     

基于双转子连续混炼挤出机的聚乳酸/聚己内酯可降解共混物制备及性能

基于熔融共混法,采用双转子连续混炼挤出机制备聚乳酸(PLA)/聚己内酯(PCL)可降解共混物,研究PCL含量和转子转速对共混物性能的影响.通过拉伸测试、动态力学分析、热重分析、差示扫描量热分析等测试考察了PLA/PCL共混物的力学性能、热稳定性和结晶性能.结果 表明,PCL对PLA/PCL共混物有明显的增韧效果,同时可提高共混物的热稳定性和结晶性能;提高转子转速可以改善分散相在连续相中的分散分布效果,但转速过高会导致PLA的生热降解和PCL的加剧破裂.当转子转速为500 r/min时,PCL质量分数为40％或50％时,PLA/PCL共混物具有良好的综合性能,此时拉伸强度高于48 MPa、断裂伸长率高于466％、冲击强度高于82 J/m,共混物中PCL相的结晶度高于56.08％、PLA相的结晶度高于52.90％.     

PCL/PLLA共混体系的微相分离结构调控及力学性能和气体水蒸气阻隔性能

采用熔融共混法制备了不同聚乳酸(PLLA)组分的聚己内酯/聚乳酸(PCL/PLLA)非均相共混薄膜,研究了其力学性能、气体和水蒸气阻隔性能,并探讨了共混物相结构与各阻隔性能之间的关系。结果表明,不同PLLA共混比例的PCL/PLLA共混膜形成了具有不同相分离结构的非均相体系。当PLLA共混比例高于50%时,共混薄膜体系的相分离结构和相容性得到改善,共混膜的拉伸强度和弹性模量大幅度增加,同时保持了较高的断裂伸长率,而气体和水蒸气透过性却明显降低。相比于纯PCL,PCL/PLLA(75)共混膜的拉伸强度和弹性模量分别达到68.1 MPa和1136.4 MPa,较PCL分别增加了166%和289%;5℃时,PCL/PLLA(75)共混膜的O_2和CO_2透过系数分别降低了70%和87%;此外,在室温条件下,PCL/PLLA(75)共混膜的水蒸气透过系数降低了31%。     

聚乳酸/聚己内酯共混膜的制备及其性能

为综合聚乳酸(PLA)和聚己内酯(PCL)的性能,将PLA和PCL原料进行熔融共混挤出造粒,再利用溶液浇铸的方法制备不同比例的PLA/PCL共混膜,并对其性能进行一系列的表征和讨论.研究结果表明,PLA与PCL可以以一定比例共混并浇铸成膜.共混膜的红外光谱中没有出现新的特征峰,说明两者共混过程中没有发生化学反应.共混膜的DSC曲线及扫描电镜图表明,PLA与PCL是不相容体系.接触角测试表明,共混膜具有比纯PLA膜和纯PCL膜更好的水润湿性.力学性能测试表明,PLA/PCL共混膜可以克服单一材料力学性能上的缺陷.     

热塑性聚氨酯/聚己内酯共混物的形状记忆和力学性能

利用简单的熔融共混制备得到不同组分比的热塑性聚氨酯(TPU)/聚己内酯(PCL)共混体系,研究了两相组分比的变化对共混材料相形态、形状记忆性能和力学性能的影响。偏光显微镜观察发现,随着结晶相PCL含量的增加,其逐渐从分散相过渡至连续相再发展为基体相。热性能测试结果表明TPU的加入对PCL的熔融行为影响甚微,整个共混体系基本表现出与PCL一致的熔点。形状记忆性能测试发现共混材料的形状记忆性能表现出明显的组分依赖性,并在组分比为50%/50%性能达到最优(R_r=91%,R_f=96%)。而力学测试结果表明,PCL的加入既不会显著劣化TPU原有的拉伸强度,还能进一步提高其断裂伸长率。     

聚乳酸/茶多酚抗氧化膜的制备及其性能研究

以聚乳酸（PLA）为基材,茶多酚（TP）为抗氧化剂,通过流延法制备了具抗氧化活性的可降解PLA/TP共混膜,并研究了茶多酚添加量对共混膜包装性能及抗氧化性能的影响。研究结果表明：茶多酚与聚乳酸基质间发生了相互作用,茶多酚在聚乳酸基质中具有较好的分散性。天然抗氧化物茶多酚的添加使共混膜的拉伸强度、断裂伸长率以及透光率降低,但显著提高了共混膜的热封强度、透湿系数、透氧系数、溶解度和自由基清除率。当茶多酚的质量分数为0.9%时,共混膜的热封强度为3.31 N/(15 mm),透湿系数和透氧系数分别是纯PLA膜的1.68倍和6倍,透光率为88.1%,自由基清除率为89.18%,是一种具有应用潜力的环境友好型食品活性包装材料。     

亲水改性聚己内酯纤维膜的熔体静电纺丝研究

采用HM-531对PCL进行亲水改性,研究其用量对共混体系的熔融指数、接触角和拉伸性能的影响,再利用熔体电纺三维打印,探究了电压、驱动气压和喷头高度对纤维膜微观形态结构和接触角的影响,筛选最佳的工艺参数。结果表明,随着HM-531用量的增加,共混物的熔融指数增大,接触角不断降低,添加质量分数为3%的HM-531时,共混...     

ATBC/PLA-TP复合片材的制备及性能研究

目的制备具有抗氧化性的增韧聚乳酸(PLA)基片材。方法采用乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)、聚乳酸与茶多酚(TP)共混制备复合片材,差示扫描量热分析(DSC)探究试样的热力学性能,采用力学性能测试片材的抗拉强度和断裂伸长率,通过傅里叶红外光谱(FTIR)判断材料内部作用,采用水接触角和透湿性测试衡量片材的亲水性和阻湿性,采用DPPH法测试片材抗氧化性。结果断裂伸长率最高提升了108.7%,而试样的抗拉强度无规律变化;通过红外测试得出C=O向低波数移动。ATBC和TP的加入可以有效促进PLA结晶。水接触角测试表明改性前后的PLA表面疏水,而加入了TP后,材料表面显著亲水,且含有TP的试样水蒸气阻隔性变差。抗氧化性测试结果表明,加入质量分数为1%的TP后的片材抗氧化性显著提升,其抗氧化能力相当于质量浓度约为300mg/L的L-抗坏血酸(Vc)。结论 ATBC/PLA-TP复合片材性能良好且具备发展潜力。     

增塑剂对聚乳酸/热塑淀粉复合膜性能的影响

目的改善聚乳酸(PLA)/热塑淀粉(TPS)共混复合膜的使用性能。方法探究乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)和环氧大豆油(ESO)2类增塑剂对复合膜力学性能、透湿性、透光性、微观结构及热力学性能的影响。结果增塑剂的添加可显著改变复合膜力学性能,当ATBC添加量(质量分数)从10%升至20%时,复合膜断裂伸长率增加38倍,而抗拉强度仅为前者的36%。单一ATBC或ESO的添加对复合膜透湿性及透光性影响基本一致,且优于复合增塑剂效果。增塑剂对复合膜体系能够起到一定增容效果,但会造成热分解起始温度下降。对于单一增塑剂,ATBC的增塑效果更为优良;ATBC和ESO复合增塑剂虽具有一定协同作用,但由于二者相容性较差,在总添加量相同的情况下,其对复合膜的增塑作用相较于单一ATBC未展现出明显优势。结论 ATBC添加量为20%的复合膜拥有最佳综合性能。     

Flexible and Tough Poly(lactic acid) Films for Packaging Applications: Property and Processability Improvement by Effective Reactive Blending

This study demonstrates a practical means to overcome inherent brittleness problem of poly(lactic acid) (PLA) and make PLA feasible as packaging material. PLA with suitable processability is utterly required for package manufacturers, where flexible, tough PLA film is essential for packers and end users. Highly flexible PLA films with 60‐fold increase in elongation at break (Eb) over that of the neat PLA were successfully produced by integrating effective reactive blending and economical film blowing process. The ‘two‐step’ blending was used to prepare PLA compound; poly(butylene adipate‐co‐terephthalate) (PBAT – another biodegradable polymer) was first blended with 0.5–1% chain extender (epoxy‐functionalized styrene acrylic copolymer) (ESA), followed by subsequent blending with PLA in twin‐screw extruder. Blown films of reactive blend of PLA/PBAT/ESA (80/20/1) showed impressively high Eb of 250% versus a very low Eb of 4% for the neat PLA. Resulting blown films still possessed high modulus of 2 GPa, yield stress of 50–60 MPa and good toughness of ~100 MPa. Significant enhancement in the film's ductility was attributed to homogeneous blend with developed fine strand‐like structure as a result of effective in situ compatibilization and good interfacial adhesion between the PLA and PBAT. PLA/PBAT/ESA blend also offered improved processability. Resulting films had acceptable haze of ~10% for common packaging, and clearer film close to PLA (≤2%) could be obtained by designing PLA skin layers in multilayer structure. Films of PLA/PBAT/1%ESA exhibit potential as packaging material; their mechanical and optical properties are comparable with or even exceed some existing films used in the market. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

聚乳酸/茶多酚复合包装膜的制备及性能

目的 对比不同制备方法对复合包装膜性能的影响,以获取具有优良保鲜性能的食品包装膜及其制备方法.方法 以可降解生物材料聚乳酸(PLA)为基材,掺杂茶多酚(TP)活性物质,分别采用静电纺丝法和流延法制备不同质量比的PLA/TP复合包装膜,通过扫描电镜、接触角测试、溶胀性测试、水蒸气透过性测试及抗氧化性测试分析薄膜的形貌和理化性能,并对2种方法制备的复合膜的TP释放行为和草莓保鲜性能进行对比分析.结果 流延膜呈致密多孔结构,纺丝膜呈多层纳米纤维叠加结构;2种复合膜的接触角均随TP质量分数的增加而减小,当TP质量分数从0％增加至20％时,流延膜的接触角从62.70°±3.09°减小至44.08°±2.24°,呈亲水性,纺丝膜的接触角从124.39°±1.69°减小至112.90°±2.42°,呈疏水性,且流延膜的水蒸气透过量随TP质量分数增加而增大,当TP质量分数为20％时,水蒸气透过量增大至(396.93±16.36)g/(m2·d);纺丝膜的溶胀性远高于流延膜,当TP质量分数为20％时,纺丝膜的溶胀率高达347.63°±5.36°,流延膜的溶胀率仅为13.36°±0.56°;随着TP质量分数增加,流延膜和纺丝膜的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除率均逐渐提高,最高分别达(89.76±1.4)％和(97.26±1.25)％;2种膜中TP的释放行为均符合先快后慢的规律,且随着TP质量分数增加而增大,不同流延膜在720 h后累积释放百分比范围为50％～85％,纺丝膜在240 h后基本释放完全,累积释放百分比为75％～95％;流延膜比纺丝膜对草莓的保鲜效果更优,分别将草莓的货架寿命延长至18 d和9 d.结论 流延法制备的复合膜具有亲水性、高水蒸气透过性、高抗氧化性能和优异缓释性能,能有效延长草莓的货架寿命至18 d;纺丝膜制备的复合膜具有疏水性、高溶胀率、优异抗氧化性能,但释放速率快,能有效延长草莓的货架寿命至9 d.     

纳米纤维素/聚乳酸复合材料的降解性能

目的研究纳米纤维素/聚乳酸(NCC/PLA)复合薄膜在不同降解条件下的降解情况。方法在p H值为3,7,11的溶液及紫外光照射条件下,降解自制的复合薄膜,通过测失重率、扫描电子显微镜观察、X射线光电子能谱分析等手段,分析p H值、光照和NCC的添加与复合材料降解能力间的关系,研究其降解机理,并与纯PLA薄膜对比。结果 NCC/PLA复合薄膜在碱性条件下质量损失最快,酸性稍慢,中性更慢,紫外光照射下最慢,复合薄膜质量损失均比纯PLA薄膜多。在p H值为3和7的溶液及紫外光照射降解后,NCC/PLA复合薄膜氧碳原子数量的比值均比未降解时增大,分别提高了35.16%,36.66%,38.65%。结论 NCC的添加提高了NCC/PLA复合薄膜的降解性能,在不同降解过程中,薄膜表面C原子所占比例减少,相对地O原子所占比例增加,氧碳原子数量的比值增大。     

微纤化纤维素/聚乳酸薄膜的制备及性能分析

目的将微纤化纤维素(MFC)和聚乳酸(PLA)共混成膜,以提高薄膜的透湿、透氧、阻光等性能,满足果蔬等食品的包装要求。方法采用酶解法与机械处理的方法制备MFC,使用硅烷偶联剂KH560对MFC进行疏水改性处理,再将改性处理的微纤化纤维素(MFC-S)与PLA共混制成薄膜。结果当MFC-S的质量分数为0.75%时,MFC-S/PLA共混包装膜的拉伸强度比纯PLA膜增加了13.3%,当MFC-S的质量分数为2%时,MFC-S/PLA共混包装膜的透氧系数为纯PLA膜的1.43倍,透湿系数为纯PLA膜的1.26倍,透光率降低了60%,阻光效果较好。结论 MFC-S的质量分数为0.75%时,包装膜的拉伸强度较好;MFC-S的质量分数为2%时,透氧、透湿、阻光性较好。