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。     

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.     

基于常温干燥法的纤维素基泡沫制备及性能分析

传统的石油基泡沫难以降解,因而带来环境污染和安全问题。纤维素基泡沫借助其可生物降解的天然特性,逐渐成为研究热点。然而,目前的成型技术在很大程度上依赖于干燥条件（如冷冻干燥和超临界干燥）,存在干燥耗时长、成本高的问题,因而难以实现泡沫的规模化生产。为解决此问题,提出一种常温干燥制备可再生纤维素基泡沫的新方法。以纸浆纤维为主料、纳米纤维素为黏结剂、聚乙烯醇作为纤维分散剂和泡沫助剂,经过充分混合、发泡、排水和干燥后,制成纤维素基泡沫。最后,测试泡沫密度、孔隙率,分析导热性能、力学性能。结果表明：制备的纤维素基泡沫具有密度低（(0.015±0.002)~(0.028±0.004) g/cm3）、孔隙率高（>98%）、热导率低（(0.060±0.003)~(0.069±0.003) W/(m·K)）等特点。纤维素基泡沫在80%应变下的最大应力值为59.366 kPa,比其他文献报道的类似纳米纤维素基泡沫高37.1%。未来,纤维素基泡沫有望替代石油基泡沫,在冷链运输过程中对产品进行缓冲保护和隔热保温。     

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。     

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.     

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。     

可用于包装的纤维素基电磁屏蔽材料研究进展

目的 为推动可用于包装的纤维素基电磁干扰(Electromagnetic Interference,EMI)屏蔽材料更深入的研究,综述一些具有包装材料潜质和EMI屏蔽功能的纤维素基薄膜、织物和气凝胶的最新研究进展。方法 主要介绍纤维素基薄膜、织物和气凝胶等3类EMI屏蔽材料的制备方法、EMI屏蔽性能、多功能性和在包装上应用的潜力。结果 当下纤维素基EMI屏蔽材料表现出令人满意的EMI屏蔽效能(EMI Shielding Effectiveness, EMI SE)和力学性能,有望作为包装材料。同时一些材料还显示出抗菌、隔热、抗冲击等特性,使得这些材料能在复杂的场景下应用。结论 通过合理的设计,纤维素基EMI屏蔽材料可拥有优异的EMI屏蔽性能、出色的力学性能和良好的耐用性。归因于上述优势和绿色可降解的特性,这类材料有望在未来取代传统的EMI屏蔽包装材料,然而这些材料通常需要精细的制备工艺,材料的量产和实际应用依然是亟待解决的问题。     

生物质纤维基包装复合材料的研究现状

目的综述纤维基复合材料在包装中的应用和研究现状。方法介绍国内外生物质纤维基复合材料在发泡型材料、薄膜、板材等不同种类包装材料中的应用现状,分别总结各类包装材料使用的基材及制备工艺,比较不同纤维基复合材料的性能差异,指出复合材料在制备工艺及性能上的不足,并展望纤维基包装复合材料的发展前景。结果纤维素具有天然的化学结构,使纤维基材料具有良好的力学性能、阻隔性、可降解性,较好地应用在不同包装材料中。结论纤维基复合材料具有性能优良、可生物降解、经济环保等特点,在包装领域具有较大发展潜力,在原料的选择、制备工艺绿色化及性能的可控性等方面还有较大的研究空间。     

生物质纤维基包装复合材料的研究现状

目的综述纤维基复合材料在包装中的应用和研究现状。方法介绍国内外生物质纤维基复合材料在发泡型材料、薄膜、板材等不同种类包装材料中的应用现状,分别总结各类包装材料使用的基材及制备工艺,比较不同纤维基复合材料的性能差异,指出复合材料在制备工艺及性能上的不足,并展望纤维基包装复合材料的发展前景。结果纤维素具有天然的化学结构,使纤维基材料具有良好的力学性能、阻隔性、可降解性,较好地应用在不同包装材料中。结论纤维基复合材料具有性能优良、可生物降解、经济环保等特点,在包装领域具有较大发展潜力,在原料的选择、制备工艺绿色化及性能的可控性等方面还有较大的研究空间。     

纳米纤维素基气凝胶的制备及其吸附性能研究进展

在可持续发展已成为全球各国共识的今天,合理且高效地研发及利用可再生生物质能源成为国内外各大课题组研究的热点及方向。而纳米纤维素作为典型的生物质可再生材料,将其应用到环境治理领域成为再好不过的选择。同时,以纳米纤维素为基体制备的气凝胶作为第三代气凝胶材料,具有高孔隙率、高比表面积、低密度、低介电常数和较高的吸附性等性能,在染料吸附、油污吸附、重金属离子吸附、CO 2气体吸附等吸附领域有着广阔的应用前景。综述了纳米纤维素的制备方法、纳米纤维素基气凝胶的制备工艺及其在吸附领域的应用,探讨了纳米纤维素基气凝胶在研发中存在的问题,展望了纳米纤维素基气凝胶在吸附领域的未来发展方向。     

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。     

纳米纤维素增强淀粉食品包装材料的研究进展

目的 为了解决纯淀粉材料力学性能低、脆性大等缺点,探索纳米纤维素对淀粉膜材料的影响,为食品包装材料领域和替代传统石油基的高分子材料方向提供新的思路。方法 通过跟进国内外纳米纤维增强淀粉相关研究和应用进展,概括3种纳米纤维素的性能,介绍淀粉食品包装材料未来将面临的挑战和机遇,重点分析纳米纤维素对淀粉膜性能的影响。结论 纤维素纳米纤维（CNF）、纤维素纳米晶（CNC）和微晶纤维素（MCC）对淀粉进行增强后,淀粉复合材料的力学性能、阻隔性能和热学性能均得到改善,纳米纤维素增强淀粉食品包装材料在未来食品包装领域将得到扩展。     

Molecular Dynamics of Drying-Induced Structural Transformations in a Single Nanocellulose

Nanocellulose is attracting attention in the field of materials science as a sustainable building block. Nanocellulose-based materials, such as films, membranes, and foams, are fabricated by drying colloidal dispersions. However, little is known about how the structure of a single nanocellulose changes during the complex drying process. Here, all-atom molecular dynamics simulations and atomic force microscopy is used to investigate the structural dynamics of single nanocellulose during drying. It is found that the twist morphology of the nanocellulose became localized along the fibril axis during the final stage of the drying process. Moreover, it is shown that conformational changes at C6 hydroxymethyl groups and glycoside bond is accompanied by the twist localization, indicating that the increase in the crystallinity occurred in the process. It is expected that the results will provide molecular insights into nanocellulose structures in material processing, which is helpful for the design of materials with advanced functionalities.     

Review of cellulose nanocrystals patents: preparation, composites and general applications

This review attempts to visualize the actual impact of nanocellulose-based materials in different areas. A detailed search in recent patent databases on nanocellulose showed the importance of this material, as well as relevant topics concerning its technological preparations to obtain versatile new composites materials, and the applications of nanocellulose in different domains. At the present moment, the most common techniques for nanocellulose preparation were found to be acid and enzymatic procedures, oxidation, electrospinning, high pressure homogenization, and steam explosion processes. Concerning nanocellulose composites, several aspects were found in recent patents ranging from simple to complex structures with different properties. As unique materials, nanocellulose can be used in different areas of expertise, such as in biomedical and technical applications. This review is a useful tool for researchers to provide an update on nanocellulose patents in an expanding and interesting field of nanotechnology.     

Porous nanocellulose gels and foams: Breakthrough status in the development of scaffolds for tissue engineering

We report on the latest scientific advances related to the use of porous foams and gels prepared with cellulose nanofibrils (CNF) and nanocrystals (CNC) as well as bacterial nanocellulose (BNC) – collectively nanocelluloses – as biomedical materials for application in tissue regeneration. Interest in such applications stems from the lightweight and strong structures that can be efficiently produced from these nanocelluloses. Dried nanocellulose foams and gels, including xerogels, cryogels, and aerogels have been synthesized effortlessly using green, scalable, and cost-effective techniques. Methods to control structural features (e.g., porosity, morphology, and mechanical performance) and biological interactions (e.g., biocompatibility and biodegradability) are discussed in light of specific tissues of interest. The state-of-the-art in the field of nanocellulose-based scaffolds for tissue engineering is presented, covering physicochemical and biological properties relevant to these porous systems that promise groundbreaking advances. Specifically, these materials show excellent performance for in vitro cell culturing and in vivo implantation. We report on recent efforts related to BNC scaffolds used in animal and human implants, which furthermore support the viability of CNF- and CNC-based scaffolds in next-generation biomedical materials.     

热固性环氧泡沫材料的研究进展

热固性环氧泡沫材料因具有优异的性能而在夹芯材料领域具有广泛应用,并成为新的研究热点.总结了近年来的新型制备技术、新型结构泡沫材料以及空心微球填充环氧合成泡沫的研究概况,详细概述了环氧泡沫材料的改性研究新进展,包括在泡沫基体中引入新基团/新组分、短切纤维增强、纳米材料改性、橡胶粒子改性等.     

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.     

包装废聚对苯二甲酸乙二醇酯发泡及其应用研究进展

目的 为包装废聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的回收和高值转化提供有效参考和依据。方法 通过梳理废PET来源,对比分析不同PET发泡工艺方法及其利弊,分析不同发泡剂的发泡效果,并研究PET的发泡改性途径,进而总结废PET发泡后的应用领域和发泡工艺的发展趋势。结果 近年来废PET发泡材料的研究已取得很大进展,但发泡材料的性能优化仍需进一步探究。结论 大量相关文献证明了利用包装废PET制备发泡材料的可行性,废PET发泡材料的研发符合循环发展的理念,这为废PET的回收和高值转化提供了更多的有效途径,具有广阔的发展前景。