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.     

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。     

新型醇醚羧酸盐对PPCP/PBAT复合膜的增塑效果研究

目的 比较不同质量分数新型绿色增塑剂醇醚羧酸盐(PPEC)对PPCP/PBAT复合膜的增塑效果。方法 采用实验室自制的PPEC，以PPCP与PBAT为基体材料，经双螺杆造粒后吹膜制备出PPCP/PBAT/PPEC复合膜，并对其进行微观形貌、热性能、光学性能、力学性能等多方面的表征。结果 复合膜截面由明显的海岛形貌与相分离界面逐渐变得光滑平整，红外图证明了PPCP与PBAT的存在，且伴随着游离态羟基向结成氢键的转变。复合膜的玻璃化转变温度逐渐降低，透光率呈上升趋势且雾度呈下降趋势，但变化幅度均不大，PPEC有效提高了PPCP与PBAT的界面相容性。复合膜断裂伸长率达到了520%，弹性模量降低到618 MPa，屈服强度降低到4.83 MPa。结论 PPCP/PBAT/PPEC复合膜具有良好的增塑效果，且PPEC的最佳掺量为2.0%。     

茶多酚对壳聚糖/聚乙烯醇复合膜性能的影响

目的以茶多酚为改性剂对壳聚糖/聚乙烯醇复合膜进行共混改性,制备一种综合性能良好的绿色包装材料。方法采用溶液共混法制备不同茶多酚质量分数的壳聚糖/聚乙烯醇复合膜,并对其进行红外光谱分析,以及力学性能、水溶性、气体阻隔性、抗氧化性能的测试。结果茶多酚与壳聚糖/聚乙烯醇基质间发生了分子间相互作用,当茶多酚的质量分数为2%时复合膜的综合性能最好,拉伸强度提高了4.99%,且可保持较高的断裂伸长率,水溶性、水蒸气透过率和氧气透过率分别降低了82.43%,51.40%和72.77%,抗氧化能力增强了58.54%。结论添加适量的茶多酚能够提高壳聚糖/聚乙烯醇复合膜的力学性能和耐水性,并改善其气体阻隔性和抗氧化性能。     

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。     

富马酸交联大豆分离蛋白 / 聚乙烯醇复合薄膜的制备与表征

采用溶剂蒸发法制膜工艺,用富马酸作为交联剂,在酸性介质中制备了一系列甘油增塑的大豆分离蛋白/聚乙烯醇复合包装薄膜,并对这些复合薄膜进行了FTIR、拉伸性能、透光性、保湿性和耐水性等方面的测定。结果表明,交联后,复合薄膜具有很高的拉伸强度,甘油的加入使复合薄膜的伸长率得到显著提升;薄膜显示出良好的透明性,其透光率可高达88.6%;交联剂的使用对薄膜的保湿性和耐水性影响不大,而甘油使薄膜的含水量和溶解率都有明显的增加。     

PBAT/PCL共混薄膜在草莓保鲜包装中的应用

目的通过聚己内酯(PCL)来改善聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的自粘性、成膜性及气体透过性,探究不同厚度和不同气体透过性的PBAT/PCL共混薄膜包装对新鲜草莓的保鲜效果。方法利用双螺杆挤出流延机组制备不同厚度和不同气体透过性的PBAT/PCL共混薄膜,并用于草莓的密闭包装。结果纯PBAT的自粘性由于PCL的添加得到改善,且不同厚度及共混比例的PBAT/PCL共混薄膜气体透过量不同,但CO_2/O_2选择透过比几乎不变。当薄膜用于草莓包装时,PBAT/PCL20薄膜草莓包装内部的CO_2浓度从第2天开始迅速进入平衡状态,维持在体积分数为2%~3%的范围,而O_2的体积分数随着贮藏时间逐渐降低后达到6%~7%。结论少量PCL的添加可改善PBAT的自粘性,一定厚度和透过性的PBAT/PCL共混膜可以使包装内部建立起低氧高二氧化碳的气氛环境,抑制草莓的呼吸作用,延长其保鲜期。     

PLLA/PBAT单轴拉共混膜的力学性能及气体透过性

目的研究单轴拉伸聚乳酸/聚对苯二甲酸丁二酯(PLLA/PBAT)共混薄膜的热学、力学和气体透过性能。方法通过双螺杆熔融挤出后再进行单轴拉伸,制备出不同共混比例的无定型PLLA/PBAT共混薄膜材料,并对其热学、力学和气体透过性进行研究。结果 PLLA和PBAT是个完全不相容的共混体系,PBAT的添加加速了PLLA的冷结晶速度,改善了单轴拉伸PLLA薄膜的纵向和横向的柔韧性,最大断裂伸长率可达29%。提高了气体透过性和CO_2/O_2选择透过性,CO_2/O_2透过比相对于纯PLLA的3.8提高到7.6。结论柔性PBAT的添加改善了PLLA的刚性,提高了材料的柔韧性,PBAT对CO_2有较好的吸附性和扩散性,提高了材料的CO_2透过量和CO_2/O_2选择透过性能。     

壳聚糖／大豆分离蛋白复合包装膜的制备与表征

采用壳聚糖(CS)和大豆分离蛋白(SPI)为基材,制备了可降解包装膜。用红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对复合包装膜结构进行表征。对复合包装膜的拉伸性能和透光性能进行了测试和分析。结果表明:CS和SPI之间存在一定的相互作用;当SPI质量分数为10%时,复合包装膜的拉伸性能优于纯壳聚糖膜,透光性较纯壳聚糖膜略有下降。     

PE/PBAT共混薄膜的性能及对迷你黄瓜的保鲜效果

目的为了改善聚乙烯（PE）透湿性差、气体选择透过比低等性能,将高透湿性的聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）以熔融共混的方式改性PE。方法以PE为主体,添加质量分数为10%、20%、30%的PBAT,采用流延共混法制备PE/PBAT共混薄膜,测试其热学性能、力学性能、气体透过性能和透湿性能,并用来包装迷你黄瓜以研究薄膜的保鲜效果。结果 PBAT的加入使PE的力学性能、气体透过性能和透湿性能均得到提升。与PE相比,PBAT的质量分数为30%时,薄膜的H2O透过系数提高了2.42倍,CO₂/O₂透气比值从3.3提高至4.4,且在迷你黄瓜整个贮藏过程中Vc含量下降得最为缓慢,感官品质保持较好,迷你黄瓜在贮藏38d内均具有良好的商业价值和食用价值。结论 PBAT的添加改善了PE的性能,提高了迷你黄瓜的贮藏时间,可见共混薄膜具有较好的使用前景。     

层叠状功能化石墨烯纳米带/TPU复合材料薄膜的制备与性能

利用溶液涂覆成膜工艺在涂膜机上制得层叠状功能化石墨烯纳米带（SF-GNRs）/热塑性聚氨酯（TPU）复合材料薄膜。采用FTIR、XRD、XPS、TEM和FE-SEM对SF-GNRs的结构进行表征,并结合复合材料薄膜的氧气透过率、体积电阻率测试及表面形貌观察,研究了不同质量分数的SF-GNRs对TPU复合材料薄膜阻隔和抗静电性能的影响。结果表明:所得高比表面积SF-GNRs在TPU基体中分散良好;当SF-GNRs质量分数为1.0%时,SF-GNRs/TPU复合材料薄膜的氧气透过率相比纯TPU薄膜降低了67.76%,阻隔性能得到明显改善;当SF-GNRs质量分数达到1.0%～1.5%时,SF-GNRs/TPU复合材料薄膜出现了电渗流行为,表现出优良的室温导电性能。      

氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜的制备及阻水性能

以石墨粉为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,采用原位聚合法制备GO/聚酰亚胺酸（PAA）前驱体,GO/PAA前驱体经高温固化处理后得到GO/聚酰亚胺（PI）复合薄膜;采用XRD、Raman、FTIR、AFM等表征手段对GO的结构进行表征;此外,研究了不同固化温度下PI薄膜的结构;最后测试了GO/PI复合薄膜的透湿率和力学性能。结果表明:GO为单层结构,厚度为1.26 nm。GO/PI复合薄膜表现出良好的阻水性能,当GO/PI复合薄膜中GO的添加量为0.025wt%、薄膜厚度为50 μm时,GO/PI复合薄膜的透湿率低至56.7 g（m2·d）-1。此外,0.025wt% GO/PI复合薄膜拉伸强度和断裂伸长率分别为150.8 MPa和13.5%,与PI薄膜（分别为126.9 MPa和8.1%）相比,分别增加了18.8%和66.7%。      

SiOx/PET复合薄膜的力学性能及阻隔性能

目的基于氧化硅(SiO_x)镀层优异的性能,研究不同厚度的SiO_x层对SiO_x/PET复合薄膜力学性能和阻隔性能的影响,以期得到性能较优的SiO_x/PET复合薄膜。方法以自制的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜为基材,采用等离子体增强化学气相沉积法沉积得到SiO_x层厚度分别为40,150,230,320 nm的SiO_x/PET复合薄膜,并进行傅里叶变换红外线光谱分析、力学性能和阻隔性能测试,以及薄膜表观形貌分析。结果沉积SiO_x层后,SiO_x/PET复合薄膜拉伸强度和断裂伸长率随SiO_x层厚度的增大先增大后减小,氧气透过率和水蒸气透过率则出现明显衰减而后逐渐平缓的趋势。SiO_x层厚度达150~230 nm时,复合薄膜的力学性能和阻隔性能表现较优,拉伸强度、断裂伸长率、氧气透过率以及水蒸气透过率分别提高了约25.0%,20.9%,79.3%,77.3%。结论适宜厚度的SiO_x层可以使得SiO_x/PET复合薄膜同时具备较优的力学性能和阻隔性能。     

增塑剂对马铃薯淀粉基复合膜物理机械性能的影响

以马铃薯淀粉、普鲁兰多糖、明胶为成膜物质,氯化钙为交联剂,甘油、山梨醇、聚乙二醇为增塑剂,采用流延法制备了马铃薯淀粉基复合膜,研究了3种增塑剂对复合膜物理机械性能的影响。结果表明:复合膜的抗拉强度和弹性模量均随增塑剂含量的增加而显著减小,断裂伸长率随甘油和山梨醇含量的增加而显著增加,聚乙二醇对其影响不显著;复合膜的水蒸气透过率和水溶性均随增塑剂含量的增加而增加;聚乙二醇能够显著降低复合膜的透光率。     

Preparation and characterization of polypropylene/sodium propionate (PP/SP) composite films for bread packaging application

To prolong the shelf life of bread, polypropylene/sodium propionate (PP/SP) composite films were prepared via a melt‐extrusion process. To investigate the feasibility of using PP/SP composite films as a bread packaging material, their chemical structure, morphology, mechanical properties, barrier properties against water, surface properties, and antimicrobial properties were investigated. A storage test for bread was also conducted. The mechanical and thermal stability of the PP/SP composite films enhanced with increasing SP content. Compared with pure PP, the PP/SP composites had increased hydrophilicity that increased with increasing SP content. These composite films showed enhanced antimicrobial activity against both Gram‐negative and Gram‐positive microorganisms. This was due to the interaction of SP and water originating from the bread, which modifies the pH of the bread and causes destruction of the cellular structures of fungi and also reduces the growth rate of bacteria. The enhanced thermal, mechanical, antifungal, and antimicrobial properties achieved by the addition of SP can be beneficial for maintaining the freshness of bread and prolonging its shelf life.     

Practical Approach in Developing Desirable Peel–Seal and Clear Lidding Films Based on Poly(Lactic Acid) and Poly(Butylene Adipate‐Co‐Terephthalate) Blends

In this research, poly(lactic acid) (PLA) blend with poly(butylene adipate‐co‐terephthalate) (PBAT) were selected to fabricate peelable lidding films. In general, blending PLA with PBAT results in hazy films; however, desirable low haze films (<10%) could be achieved in this study by designing proper blend composition and cast film process under optimum conditions. Based on various blends containing PBAT ranging from 15 to 30% by weight, it could be seen that a PBAT/PLA blend of 20/80 showed desired optical and peel–seal property, which had a haze of <10% and low peel strength in an easy‐peel characteristic. It was also observed that not only the blend composition but also the film thickness could influence both optical and peel–seal behaviours because the bulk morphology and surface irregularities of the films could vary by changing films' thicknesses. Thus, cast extruded pristine and PBAT/PLA (20/80) blend films of three different thicknesses (20, 35 and 50 μm) were studied. Peel–seal behaviour and optical properties of these films were examined. An I‐peel test (180°) of films sealed on PLA sheet (thickness of ~350 μm) with different interfacial sealing temperature illustrated failure mechanism of four types, i.e. tearing, partial tearing, cohesive and adhesive failure. Based on this study, the PBAT/PLA of 20/80 wt% films with thickness of 20 μm can be used as easy‐peel lidding film sealed with PLA container. Such PBAT/PLA blend films possess a low haze of ~4% and a low peel strength of 8–10 N/15 mm at a broad range of interfacial sealing temperature of 76–105°C. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

PVA-壳聚糖/有机累托石复合膜的结构与性能

目的将聚乙烯醇(PVA)引入壳聚糖(CS)/有机累托石(OREC)复合体系制备插层效果、力学性能、抗紫外老化及阻隔性能良好的插层纳米复合膜。方法利用溶液流延法制备PVA-CS/OREC系列复合膜,以XRD及SEM研究复合膜的插层结构及OREC在基体中的分散性,研究复合膜的力学性能、抗紫外辐射性及水蒸气透过性。结果 OREC及PVA添加量较少时可与CS形成良好的插层结构。当OREC质量分数为2%,PVA质量分数为10%时的复合膜(标记为PVA10-CS/OREC2)插层结构最好,OREC在CS及PVA基体中分散性最好,与OREC质量分数为2%且不含PVA的复合膜(标记为CS/OREC2)相比,拉伸强度提高42.2%,断裂伸长率提高30%,水蒸气透过量降低10.2%,复合膜经紫外辐射后拉伸强度保持率、断裂伸长保持率仍达82.5%及68.2%。结论 PVA10-CS/OREC2膜可作为医用膜和药品、食品等的包装材料。     

埃洛石纳米管/聚乙烯醇-淀粉复合膜的结构与性能

采用溶液流延法制备了埃洛石纳米管(HNTs)/聚乙烯醇(PVA)-淀粉复合膜,并利用SEM、XRD、DMA、TGA等分析测试手段研究了该复合膜的结构与性能。结果表明:随着HNTs含量增加,HNTs/PVA-淀粉复合膜的力学性能、热稳定性、耐水性能和紫外屏蔽性能均有提高。当HNTs与PVA-淀粉质量比为10%时,力学性能达到最佳,拉伸强度提高了22%。扫描电镜分析表明:HNTs能够以纳米尺度均匀分散于HNTs/PVA-淀粉复合膜中,且以单管状分布,与PVA-淀粉基体界面结合较好。动态力学性能分析表明:HNTs的加入对HNTs/PVA-淀粉复合膜的玻璃化转变温度影响不大,复合膜的储能模量升高,力学损耗下降。透光率测试结果表明:HNTs对HNTs/PVA-淀粉复合膜的透明性影响不大,而在紫外光区域(200~400nm),透光率随HNTs量的增加而下降。     

不同抗氧化剂对聚乙烯醇复合膜性能的影响

目的利用不同水溶性及脂溶性抗氧化剂对聚乙烯醇(PVA)进行改性,以期在改善复合膜综合性能的基础上,重点提升其抗氧化能力。方法以茶多酚、柠檬酸、BHT和维生素E为变量,甘油/聚乙烯醇为基底,研究不同水溶性及脂溶性抗氧化剂对复合膜形貌、力学性能、透光性、耐水性能及抗氧化能力的影响。结果加入适量的抗氧化剂后,薄膜各项性能均有所增强。其中,茶多酚/聚乙烯醇复合膜的力学性能最优,茶多酚(1.5%)/PVA复合膜的拉伸强度可达47.85 MPa,断裂伸长率为375.69%。该复合膜显著提高了紫外线的吸收率,同时73.93%的自由基清除率为研究薄膜中最高。结论采用茶多酚改性聚乙烯醇,不仅可提升复合膜的包装强度,增强其耐水性能,更能增强抗氧化能力,为食品保鲜提供了良好思路。     

POSS对壳聚糖膜的阻湿与拉伸性能的影响

目的研究以四甲基铵基笼形聚倍半硅氧烷(Octa TMA POSS)为填料,制备壳聚糖基复合膜,对壳聚糖薄膜的水蒸气阻隔性能和力学性能进行改善。方法采用溶液共混流延法制备复合膜,测定其水蒸气透过系数、表面接触角、溶胀度、溶解度、吸附等温曲线、拉伸性能、成膜液流变性能、微观形貌和X射线衍射等。结果笼形聚倍半硅氧烷的加入可提高复合膜对水分子的阻隔性,尤其是质量分数为3%时,其水蒸气透过系数下降了15.9%。同时,壳聚糖薄膜的力学性能也得到改善,在质量分数低于5%时,壳聚糖薄膜的抗拉强度、弹性模量可同时得到提高。结论四甲基铵基笼形聚倍半硅氧烷的加入可改善壳聚糖薄膜的阻湿性能和力学性能,可大大提升其在食品包装领域的应用潜力。