氧化石墨烯复合材料在包装领域应用的研究进展

目的整理分析目前国内外氧化石墨烯复合材料在包装材料领域的应用与进展,对未来的发展进行展望。方法归纳整理国内外文献,简单介绍氧化石墨烯的基本性能及制备,氧化石墨烯复合材料的制备,并重点整理分析氧化石墨烯复合材料在包装材料领域的应用与进展。结果氧化石墨烯具有独特的二维纳米片层结构、超大的比表面积和亲水极性界面,通过添加氧化石墨烯可明显改善复合材料的力学性能、阻隔性能、抗菌性能等。结论氧化石墨烯复合材料具有阻隔性高、力学性能好等优点,广泛应用于包装材料领域,并且在抗菌、防腐、阻燃等包装材料领域具有良好的发展前景。     

氧化石墨烯在纺织品领域的抗菌应用

目的总结归纳氧化石墨烯及其复合材料在抗菌纺织品类包装材料的应用现状,为氧化石墨烯及其复合材料在纺织领域的应用提供参考。方法总结氧化石墨烯的性能、结构特点以及抗菌机理,阐述氧化石墨复合材料、复合纤维材料和复合织物等纺织品类材料的抗菌性能应用,并简单讨论氧化石墨烯的抗菌影响因素和氧化石墨烯的生物安全性。结果氧化石墨烯具有二维纳米结构、优异的比表面积和水溶性,纺织品类包装材料通过与氧化石墨烯的复合应用可改善其抗菌性能。目前,氧化石墨烯抗菌性能的应用尚处于初级阶段,需要更深入的研究。结论随着对氧化石墨烯研究的不断深入,氧化石墨烯在抗菌纺织品类包装材料的应用会越来越广泛。     

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。     

石墨烯/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

目的制备具有优异阻隔性能及热稳定性的聚乳酸薄膜材料。方法在聚乳酸中添加石墨烯对其进行改性。首先采用改进的Hummers法将鳞片状石墨制备成氧化石墨烯,继而采用热剥离法将氧化石墨烯还原剥离为石墨烯,然后以聚乳酸为基材,还原后的石墨烯为增强相,采用流延法制备石墨烯/聚乳酸复合薄膜,并测试了其结构、热稳定性以及阻隔性能。结果红外分析表明,石墨被强氧化剂氧化后形成了以C—OH,—COOH,C—O—C和C=O等官能团形式存在的石墨层间化合物,还原后获得的石墨烯剥离充分;石墨烯/聚乳酸复合薄膜的热稳定性能和阻隔性能随石墨烯含量的增加而逐渐增强。结论在试验参数范围内,石墨烯/聚乳酸复合薄膜的热稳定性和阻隔性能优于聚乳酸薄膜。     

氧化石墨烯/聚乳酸自组装薄膜的制备及阻隔性能研究

为了提高聚乳酸薄膜的气体阻隔性能，利用氧化石墨烯(GO)和聚乙烯亚胺之间的静电结合力，通过层层自组装法将它们沉积在聚乳酸(PLA)基底上制备GO/PLA自组装薄膜。选择了3个厂家生产的GO,对其进行了结构分析，并对其制备的GO/PLA自组装薄膜的阻隔性能进行了检测，筛选出最合适的GO。并考察了GO浓度、自组装层数对GO/PLA自组装薄膜的氧气、水蒸汽阻隔性能的影响。结果表明：GO的阻隔性能受到片径、缺陷程度和含氧官能团的综合影响；随着GO浓度增加，自组装层数增加，自组装薄膜的阻隔性能均有明显改善，但水蒸汽的阻隔性能变化不如氧气阻隔性能变化剧烈；当GO浓度为6mg/mL,自组装层数为20层时，相比于聚乳酸原膜，透氧系数和水蒸汽透过率分别降低了99.01%和56.6%。     

聚乳酸的阻隔性能改性研究进展

包装材料呈现出多元化发展的同时,产生了大量不可回收、不可降解的塑料垃圾,对生态环境造成了严重危害。聚乳酸(PLA)是一种完全可生物降解的新型高分子材料,其力学性能、生物相容性、可降解性能良好,已成为包装材料研究和应用的热点。但传统PLA的阻隔性能无法满足应用要求,限制了其使用范围。通过提高结晶度与改善晶体形态、聚合物共混、纳米颗粒共混对PLA的阻隔性能进行改性,推动其在各行各业的转化应用。随着改性加工技术的发展,PLA将会在医学材料、包装材料、建筑材料、生活用品等领域得到广泛应用。     

改性石墨烯材料掺杂聚酰亚胺制备混合基质膜分离CO2/N2

海洋石油生产平台日常产生大量CO_2温室气体,对其进行分离捕集并回注地层,可有效改善原油流动性,提高原油产收率,产生可观的经济效益及环保社会效益.聚酰亚胺(PI)是目前最具有应用价值的气体分离膜材料,因受Robeson上限的限制,很难同时满足高渗透系数和高选择性的要求.使用氧化石墨烯(GO)和还原氧化石墨烯(rGO)对聚酰亚胺进行掺杂制备混合基质膜,进行了CO_2/N_2气体分离的实验研究.结果表明,制备的氧化石墨烯掺杂的聚酰亚胺混合基质膜(PI-GO)和还原氧化石墨烯掺杂的聚酰亚胺混合基质膜(PI-rGO)相比于纯聚酰亚胺膜,分离性能明显提升;对比混合气干湿态气体渗透性能,混合气湿态时PI-rGO膜的渗透系数和分离因子分别上升了13.52%和24.34%.     

功能氧化石墨烯纳米带/热塑性聚氨酯复合材料薄膜的制备及阻隔性能

以氧化解压多壁碳纳米管的方法制备了氧化石墨烯纳米带(GONRs),然后用异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)对GONRs化学修饰得到功能氧化石墨烯纳米带。采用溶液成形的方法在涂膜机上制备了功能氧化石墨烯纳米带(IPGONRs)/热塑性聚氨酯(TPU)复合材料薄膜,研究了IP-GONRs对TPU薄膜阻隔性能的影响。扫描电镜和X射线衍射的数据表明,IP-GONRs完全剥离地均匀分散在TPU基体中,并且基本沿着纳米复合材料薄膜表面平行分布。仅添加3.0%(质量分数,下同)的IP-GONRs时,TPU薄膜的氧气透过率便下降67%,因此获得了具有优异阻隔性能的IPGONRs/TPU纳米复合材料薄膜。这种具有优异阻隔性能的复合材料薄膜在食品包装和轻量气体存储容器方面有潜在的应用。     

氧化石墨烯对本征石墨烯在天然橡胶基体中的分散促进作用研究

本征石墨烯分散在高分子材料中能够能够明显提高分子的导热性能,但因为本征石墨烯表面缺乏活性基团,片与片之间强大的范德华作用力使其在高分子材料中的解聚和均匀分散尤为困难。氧化石墨烯被证明具有两亲性,从片层边缘至片层中间呈现亲水至疏水的分布,使其能发挥类似表面活性剂的功用。研究证明,氧化石墨烯能够显著促进石墨烯在水性橡胶乳液中的分散,使石墨烯能够均匀的分散在制备得到的石墨烯/氧化石墨烯/天然橡胶复合材料中,进而使得天然橡胶的导热性能得到大幅度的提升。     

氧化石墨烯/金属有机框架材料复合膜在有机废水处理中的研究进展

石墨烯因力学特性、电子效应、光学特性、热性能以及其他化学性质而受到人们的广泛关注,其氧化产物——氧化石墨烯兼具以上优良性能,还含有丰富的羟基、羧基等含氧基团。氧化石墨烯是一种二维材料,具有独特的原子厚度和微米横向尺寸、优异的机械强度、较大的表面积和较强的亲水性,在水处理方面具有广阔的应用前景。近年来,关于氧化石墨烯复合膜的制备方法与应用研究取得了较大进展,但是针对有机废水的处理,复合膜的不稳定性阻碍了其发展。氧化石墨烯膜对有机物有较好的去除效果,但通量较低、稳定性差、抗污性较差的缺点越来越突出。氧化石墨烯的层间距限制了其在水处理中的应用。因此,除研究影响氧化石墨烯膜处理效果的因素外,研究者们还将具有多孔结构的金属有机框架材料与氧化石墨烯结合制备复合膜,并取得了一定的成果。目前,氧化石墨烯/金属有机框架材料复合膜对有机染料亚甲基蓝和刚果红等的去除率可达99%,较氧化石墨烯纯膜的去除率提高约55%。在复合膜处理有机废水的研究中,氧化石墨烯/铜基(HKUST-1)复合膜、氧化石墨烯/锆基(UiO-66)复合膜、氧化石墨烯/锌基(ZIF-8)复合膜等已取得较好的研究成果。其中铜基金属有机框架材料与氧化石墨烯制备的复合膜应用较多,已被广泛用于有机废水、含油废水的处理以及气体分离领域。金属有机框架材料的加入,可有效增大氧化石墨烯的层间距,提高复合膜的亲水性,为水分子通过复合膜提供了有效的通道和推动力,从而提升复合膜的通量和去污性能。本文介绍了国内外氧化石墨烯/金属有机框架材料复合膜的研究与应用,重点论述其在难降解有机物、有机染料废水处理中的研究进展,并对复合膜去除有机物的机理进行探讨。此外,对氧化石墨烯/金属有机框架材料复合膜的发展前景进行展望,在涵盖两种优良吸附剂特性的基础上,随着研究的不断深入,高通量、高去除率、高抗污性能的复合膜将会在更多领域得到应用。     

氧化石墨烯原位合成苯并噁嗪树脂改性材料的制备

本文采用原位合成法制备氧化石墨烯／苯并噁嗪树脂改性材料,初步对复合材料的傅里叶红外光谱、微观结构以及其性能肖氏硬度和抗压强度进行了探讨。结果表明,由苯并噁嗪树脂和氧化石墨烯／苯并噁嗪材料红外分析对比分析,氧化石墨烯有利于材料的合成和交联,而从金相显微镜对材料表面观察发现,过量的氧化石墨烯加入对复合材料的抗压强度整体性能有一定程度的影响;氧化石墨烯／苯并噁嗪树脂改性材料的肖氏硬度随氧化石墨烯含量增加而增大,且明显改善材料的硬度,在加入0．3％氧化石墨烯后,材料肖氏硬度可达到35H以上,抗压强度也有明显改善,在加入0．1％的氧化石墨烯后材料的抗压强度可以达到15．8MPa,氧化石墨烯的加入能有效的改善材料的性能。     

氧化石墨烯的制备及其在PET薄膜改性上的应用

石墨烯是一种由碳原子sp~2杂化形成的二维蜂窝状结构,具有"零渗透"的优点,在阻隔性包装材料中具有较大的发展潜力。本文采用改良的Hummers法制备了氧化石墨烯片层,考察了不同氧化程度、不同分散介质与氧化石墨烯分散性、透明性的关系;将其涂布在PET薄膜上,进一步探索其对薄膜阻隔性能的影响。研究结果表明随着氧化程度的增加,氧化石墨烯GO在水中的分散性增大,在分散介质中加入PAA和PVA有利于分散性的提高,但PAA优于PVA;此外,涂布后PET薄膜的氧气透过量降低了30%,水蒸气透过量降低了20%,GO涂布后有效的提高了PET薄膜的阻隔性。     

氧化石墨烯复合材料的制备方法及性能与研究进展

石墨烯由于强大的范德华力具有疏水性和易团聚的特点,限制了其广泛应用。氧化石墨烯的出现正好解决了上述问题,与石墨烯相比,氧化石墨烯有更加优异的性能,其不仅具有良好的润湿性能和表面活性,而且能被小分子或者聚合物插层后剥离,在改善材料的热学、电学、力学等综合性能方面发挥着非常重要的作用。本文简单介绍了氧化石墨烯复合材料的分类与制备方法,详述了氧化石墨烯复合材料的性能,最后对其研究进展进行了简单阐述。     

浅谈包装材料的阻隔性与食品品质

正随着经济条件的改善和人们生活品质的提高,消费者对于食品的安全与营养也越来越关注。而大部分食品容易受到环境中的水分、氧气、微生物等的污染而发生品质下降和变质,因此能起到阻隔水蒸气、氧气等的高阻隔食品包装近年来得到飞速发展和广泛应用。本文将从材料阻隔性的产生和影响因素、四大包装材料的阻隔性能、提高阻隔性的措施等方面加以简述,以期为科学合理地选择阻隔性包装材料,提高所包装食品的品质提供指导。一、包装材料的阻隔性包装材料的阻隔性指的是材料阻止小分子透过的性能,     

高阻隔性塑料材料在食品包装中的应用

高分子材料的阻隔性是指制品对小分子气体、液体、水蒸气、香味及药味等具有一定屏蔽能力的聚合物材料。如果高分子聚合物的可透性较低,用它对物品进行包装可有效阻隔环境中氧气、水蒸气等的渗入,并保持包装内的特定气体成分,显著提高物品的保质期。目前为满足市场需求,各国相继开发出具有多功能的高阻隔性包装材料,可以延长食品保质期和货架寿命,高阻隔性、多功能性包装材料已成为近几年的发展热点。     

多层氧化石墨烯膜的结构、性能及在水处理中的应用进展

工业废水对环境的污染和人体的危害日趋严重,该问题亟待处理。在众多污水处理方法中,膜分离因选择性强、分离性能高而受到广泛应用。膜分离主要利用尺寸筛分和静电排斥原理进行超滤、纳滤、反渗透和正渗透等,但传统的膜材料如偏聚氟乙烯、聚砜、聚酰胺等存在污染物截留率低、机械强度差、耐氯性差等缺点,使膜技术面临巨大的难题与挑战。近年来,石墨烯的研究热潮推动了高分子膜材料的高速发展,氧化石墨烯(GO)优越的性能使GO分离膜成为备受关注的研究热点之一,利用GO纳米片组装的多层结构在增强膜分离性能方面显示出巨大的潜力。与GO改性的常规分离膜不同,多层GO膜物理力学性能和化学稳定性更高,并可通过结构设计如层数、氧化程度、改性状况、层间距等来改善分离效果。多层膜的渗透性与分离层的层数有关,膜层数增加可以提高膜的抗穿透性和选择性;石墨烯的氧化程度决定了GO的层数、亲水性和电荷性质,还原程度的增加有利于膜渗透性的提升,氧化程度则有利于分离性能的提升;可以通过改变电荷性质对GO膜进行改性,从而增强GO与目标分子或离子的相互作用。GO纳米通道的结构则影响着水分子的形态和运输,利用分子动力学可模拟和预测多层GO膜的分离性能。本文简要介绍了多层GO膜的制备方法,探讨了结构控制与GO膜分离性能的关系,详细介绍了GO膜的层数、氧化程度、改性、层间距对分离性能的影响,并通过分子动力学对多层GO膜分离进行模拟分析;展望了其在水处理领域面临的机遇与挑战。     

具有阻隔性和导电性的聚偏二氯乙烯/石墨烯复合材料的制备

聚偏二氯乙烯(PVDC)具有优异的阻隔性能,广泛应用于包装材料。但为了满足一些特殊场合的使用要求,仍需对材料进行功能改性,进一步提升其阻隔性。文中采用胶乳共混、水合肼蒸气原位还原法成功制备了聚偏二氯乙烯/石墨烯(PVDC/r GO)复合材料。石墨烯的引入进一步提高了PVDC的阻隔性能,并赋予了复合材料优异的导电性能。当石墨烯质量分数为4. 02%时,复合材料的水汽阻隔性能提升约40%,且电导率达到3. 88 S/m,当复合材料在60℃条件下热处理7 d后,材料电导率进一步提高到8 S/m。     

食品包装用可生物降解高分子材料的应用进展

高分子材料长久以来被广泛用于食品包装,但其使用后难以自然降解,造成环境污染。可生物降解包装材料以其可再生、易降解等优点成为绿色食品包装的必然趋势。文中对非石油基可降解高分子材料、化学合成可降解高分子材料和混合可降解高分子材料进行了综述,简要介绍了各项材质的主要产品及其各项特性,阐述了可生物降解材料在食品包装领域的研究现状,概述了可生物降解高分子材料作为食品包装对于降解性能、阻隔性能、物理性能及其他性能要求,分析了各种可降解高分子材料的优缺点及其加工应用,并提出了生物降解食品包装材料未来发展的方向。     

改良氧化还原法制备石墨烯及其电学性能研究

为减少水合肼还原氧化石墨烯带来的污染并获得完整的石墨烯结构,采用改良Hummers法制备氧化石墨烯并通过维他命C对氧化石墨烯进行还原制备石墨烯。采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪对制备的石墨烯结构进行表征,通过扫描电子显微镜观察石墨烯形貌,采用同步热分析仪及四探针测试法对石墨烯进行了性能表征;对比了维他命C和水合肼对石墨烯结构及性能的影响。结果表明,改良Hummers法缩短了氧化石墨烯的制备时间,且制备的氧化石墨烯电阻率较小,用维他命C还原法制备的石墨烯表面形貌更为平整,缺陷更少,性能更优,适合用作电极材料。     

塑料包材透气性能测试研究——压差对透气性能的影响

包装材料的阻隔性能,在食品包装和药品包装中起着十分重要的作用.对于材料透气性能的检测,压差法是使用时间最久、使用范围最广的一种测试方法.随着测试技术和高精度压力计的发展,压差法大大地得到了改善.但是,对这种方法的疑问一直存在.认为压差会影响膜的结构,从而影响隔阻性.为了搞清这个问题,本文根据我们的实际测试数据,对压差和隔阻性的关系进行了探讨.