纳米纤维素制备及壳聚糖/NCC复合膜的性能研究

为了探究包装废弃物瓦楞纸板的回收再利用价值,以杨木浆板为对照,采用包装废弃物瓦楞纸板进行纳米纤维素(NCC)的制备,并以不同比例的NCC和壳聚糖复合成膜,比较研究了NCC含量对壳聚糖/NCC复合膜的膜性能的影响。废弃瓦楞纸板制备NCC的得率为53.87%,NCC形态为纺锤形,长度和直径范围分别为54~87nm和3~5nm,与杨木浆板NCC的形态相同,但长度较短。随纳米纤维素含量的增加,复合膜的抗拉强度及伸长率均有所提高,透湿量先增加后减少;透光率没有明显变化,均达99.8%以上。以瓦楞纸板NCC制备的壳聚糖/NCC复合膜的抗拉强度和伸长率略低于以杨木浆板NCC的复合膜。研究结果表明:废弃瓦楞纸板可作为NCC制备的来源,用于壳聚糖/NCC复合膜的制备并改善成膜性能。     

壳聚糖/羧甲基纤维素复合膜的制备及性能研究

用溶液共混法制备了三种不同质量比例的壳聚糖/羧甲基纤维素(1/2、1/1、2/1)复合膜。用IR、XRD、SEM和倒置显微镜对其进行了结构表征;并对这些膜的吸水溶胀性及力学性能进行了测试;最后用三种不同的模拟体液对其进行了体外浸泡实验以考察其降解性能。结果表明,这些复合膜各组分有很好的组分相容性,发生了一定的相互交联作用,且当两组分比例为1∶1的复合膜其拉伸强度可达55.65M Pa,其吸水率和体外降解性能也是最理想的膜,可望用作引导骨组织再生膜。     

载银纳米纤维素/聚乙烯醇复合膜的制备及性能研究

目的制备一种具有良好力学性能和抑菌性能的新型抗菌聚乙烯醇复合膜。方法通过酸水解微晶纤维素制备纳米纤维素,经高碘酸钠氧化获得醛基纳米纤维素,加入银氨溶液原位合成载银纳米纤维素(Ag-DCNC)。以聚乙烯醇(PVA)为成膜基底,加入Ag-DCNC共混流延制备载银纳米纤维素/聚乙烯醇复合膜。结果 Ag-DCNC体积分数为3%时,复合膜的拉伸强度比纯PVA膜提高了8.8%。Ag-DCNC体积分数为5%的复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较好的抑菌效果。结论载银纳米纤维素/聚乙烯醇复合膜具有较好的力学强度,对2种细菌均有良好的杀菌效果。该材料不但具有良好的性能,而且合成工艺简单,可以作为一种很有前途的抑菌膜用于包装行业。     

玉米秸秆微晶纤维素增强壳聚糖复合膜材料性能研究

采用玉米秸秆微晶纤维素作为增强材料,生物可降解材料壳聚糖作为基体,制备了玉米秸秆微晶纤维素/壳聚糖复合膜材料,并对复合膜的结构、热稳定性能、力学性能进行了测试.结果表明,玉米秸秆微晶纤维素增强复合膜材料的热稳定性能和力学性能.当玉米秸秆微晶纤维素的质量分数为10％时增强效果最佳,与纯的壳聚糖膜相比,复合膜的起始分解温度和最大重量损失率温度分别提高了13.13℃和38.84℃,拉伸强度提高了83.55％,断裂伸长率提高了77.38％.     

氧化纳米纤维素增强再生纤维素全纤维素复合薄膜的制备及性能

以2,2,6,6-四甲基哌啶-氮-氧化物(TEMPO)氧化松木粉纳米纤维素(TOCNs)为增强相、α-纤维素粉制备再生纤维素(RC)为基体,采用溶胶-凝胶法制备氧化纳米纤维素增强再生纤维素(TOCNs/RC)全纤维素复合薄膜。对不同TOCNs添加量下TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的力学性能、光学性能、氧气阻隔性能和热稳定性能进行研究,并通过FTIR、SEM、TEM、XRD和流变仪对TOCNs和TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的结构、形貌及纤维素溶液流变性能进行表征。结果表明,TOCNs添加量对TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的力学性能有显著影响,当TOCNs添加量(与纤维素基体的质量比)为1.0%时,TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的拉伸强度和断裂能分别可达134.3 MPa和21.51 MJ·m?3,具有最佳的综合力学性能;TOCNs/RC全纤维素复合薄膜的透光率随TOCNs添加量的增加而下降,雾度随TOCNs添加量的增加而增大,但仍保持较高的透光率(>85%)和较低的雾度(<14%);TOCNs/RC全纤维素复合薄膜还具有优异的氧气阻隔性,TOCNs添加量为1.6%时,其透氧系数仅为1.47×10?17cm3·cm/cm2·s·Pa。TOCNs/RC全纤维素复合薄膜有优于一般塑料薄膜的拉伸强度和氧气阻隔性,并有可媲美于塑料薄膜的透明度,可作软包装复合材料的强度层和阻隔层,在绿色高性能包装材料领域具有广阔的应用前景。      

磁性纳米纤维素复合膜的制备

目的用简易、经济的方法制备透明柔性、可折叠、力学性能良好的茶梗纳米纤维素基磁性复合膜。方法以茶梗纳米纤维素晶体(CNCs)为模板,共沉淀合成磁性CNCs;随后将磁性CNCs分散到茶梗纳米纤维素纤丝(NCFs)溶液中;最后通过真空抽滤的方法制备磁性复合膜。结果磁性CNCs在不需要任何分散剂的情况下,可以均匀地分散在水溶液中,具有良好的超顺磁性;磁性复合膜具有良好的光学、力学和磁学性能,当NCFs质量分数为60%时,透光率、拉伸强度和磁化强度分别达到71.3%,75.03 MPa和12.96 A·m~2/kg。结论制备的磁性CNCs具有良好的分散性和磁学性能;磁性复合膜具有较好磁学和力学性能,可考虑在电磁屏蔽、磁电开关等领域进行应用。     

壳聚糖/淀粉/ZnO复合膜的制备与性能

目的以壳聚糖和玉米淀粉为主要成膜基质,以纳米ZnO为添加剂,研究复合膜的相关结构和性能。方法采用溶液共混法将壳聚糖溶液、淀粉糊化液及纳米ZnO质均混合,然后流延成膜,分析壳聚糖/淀粉的质量比和纳米ZnO的含量对复合膜力学性能、水蒸气透过率(WVP)的影响,并通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射和热重分析对复合膜的相关结构进行表征。结果当壳聚糖/淀粉质量比为1∶1,纳米ZnO质量分数为9%时,所得膜在各自体系中的性能较佳。结论壳聚糖和淀粉二者之间具有较好的相容性,纳米ZnO的加入能增强复合膜的力学性能,降低其水蒸气透过率,并提高复合膜的热稳定性。     

聚天冬氨酸/壳聚糖纳米复合膜的快速制备

以聚天冬氨酸(PASP)作为聚阴离子电解质,壳聚糖(CHI)作为聚阳离子电解质,按照不同的复合比例形成聚合物复合物,然后再以该复合物和与之带相反电荷的聚电解质进行交替沉积,制备了聚天冬氨酸/壳聚糖纳米复合膜。利用紫外可见分光光度计对整个成膜的过程进行监测,结果表明膜厚随组装周期数的增加而呈现指数形式的增加,且复合比例较高的复合物所组装的纳米复合膜具有较大的厚度。     

纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合膜的制备和表征

以壳聚糖(chitosan,CS)为高分子相,纳米羟基磷灰石(nano-hydroxyapatite,n-HA)为无机相,采用溶液共混和真空下溶剂挥发的方法制备了n-HA/CS复合膜,通过SEM、XRD、FTIR、接触角及力学性能等测试对此复合膜进行分析和表征.结果表明,复合膜具有非对称结构,上表面组分主要是CS,下表面组分是n-HA和CS复合体,并在底部形成了一层致密层,中间是疏松层;复合膜中CS与HA之间存在一定的化学键合并复合均匀,没有明显的相分离,且复合膜中的HA为类似于自然骨矿物相的弱结晶结构.复合膜的非对称结构对其接触角也有一定的影响,反映了膜表面亲、疏水性的不同,为细胞的粘附和旺长提供了一定的微环境.复合膜干态下的拉伸强度和断裂伸长率较纯CS膜的低,而在湿态时却较纯CS膜高.     

氧化微晶纤维素交联壳聚糖复合膜的制备及性能

目的 制备氧化微晶纤维素交联壳聚糖复合膜,并探索交联改性对壳聚糖复合薄膜性能的影响。方法 首先采用高碘酸钠氧化法对微晶纤维素进行氧化处理,制备氧化微晶纤维素,再通过溶液共混流延法制备不同质量分数(0%、1%、3%、5%、7%、9%)的氧化微晶纤维素交联壳聚糖复合薄膜。通过对复合薄膜组分、形貌、力学性能、光学性能、热稳定性及阻隔性能的表征,考察不同含量的氧化微晶纤维素对壳聚糖薄膜各性能的影响。结果 氧化微晶纤维素表面的醛基能与壳聚糖中的氨基发生交联反应,氧化微晶纤维素的加入可以改善壳聚糖薄膜的拉伸强度和断裂伸长率,复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率最大分别达到了43.07 MPa和19.42%;随着氧化微晶纤维素含量的增大,复合薄膜的紫外屏蔽性能增强,水蒸气透过系数增高,但热稳定性未见明显变化。结论 采用氧化微晶纤维素交联改性壳聚糖可以有效改善壳聚糖薄膜的力学性能和紫外屏蔽性能,有助于进一步扩大其包装应用范围。     

壳聚糖/明胶/苹果多酚复合膜的制备及性能研究

目的 以壳聚糖、明胶、苹果多酚为基材,制备一种具有优良性能的绿色环保复合材料。方法 用溶液共混法制备壳聚糖/明胶/苹果多酚共混膜,用土埋法测试其降解性,用红外光谱(FT–IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)等对其进行表征,并对其力学性能等进行测试。结果 壳聚糖/明胶/苹果多酚复合膜的机械强度随苹果多酚的添加量的增加先变大后减小,当苹果多酚添加量为1%时有较好的拉伸强度;壳聚糖、明胶、苹果多酚三者具有良好的相容性;复合膜生物降解性良好。结论 引入合适比例的苹果多酚可有效提升复合膜的力学性能,制得的可降解复合膜在绿色食品包装领域有广泛的应用前景。     

海藻酸钠-纳米纤维素共混膜的制备及性能

将纳米纤维素(NCC)添加到海藻酸钠(Alg)中共混流延制备海藻酸钠-纳米纤维素共混膜(Alg-NCC)。结果表明:NCC添加量为8%的共混膜具有最优的综合性能。相比纯Alg膜,Alg-NCC(8%)的拉伸强度提高了47.9%,断裂伸长率降低了50%,透湿量降低了22.5%,透氧量降低了10%。红外光谱分析结果表明Alg与NCC两者间存在着较强烈的分子间相互作用,X射线衍射分析结果表明NCC的加入改变了Alg的结晶排列。海藻酸钠-纳米纤维素共混膜显示出良好的力学、阻湿、阻氧和热稳定性能。     

明胶-壳聚糖复合膜的制备与性能

制备了一系列不同配比的明胶-壳聚糖复合膜,研究了壳聚糖含量对复合膜力学性能、吸湿性能的影响,通过X射线衍射和红外光谱分析了复合膜的结构。结果表明,复合膜及纯壳聚糖膜的断裂伸长率和拉伸强度均大于纯明胶膜,壳聚糖的加入可改善膜的力学性能。随壳聚糖含量的增加,复合膜的吸湿率增大。明胶与壳聚糖分子间存在较强的相互作用,与明胶共...     

细菌纤维素/壳聚糖复合多孔支架材料的制备与表征

利用细菌纤维素水凝胶膜和壳聚糖为原料,介绍了多孔复合支架的制备方法,并利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射、元素分析及力学性能测试对多孔复合支架的特性进行了研究。结果表明,复合多孔支架的表面孔径变大、孔隙率下降,但依然呈三维网络结构;壳聚糖的加入有可能取代水分而与细菌纤维素分子链形成分子间相互作用,使细菌纤维素的链规整度下降,结晶度指数由0.82下降至0.61;力学性能有所下降,拉伸强度从140MPa下降至134MPa;这种复合多孔支架由于具有良好的生物相容性可以应用于生物医学领域,如辅料、组织工程支架等。     

甲壳素纳米纤维增强明胶/壳聚糖复合膜的制备及性能研究

通过流延成膜法制备了不同甲壳素纳米纤维(CF)质量分数的CF/明胶(GA)/壳聚糖(CS)复合膜。利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(FE-SEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等对材料的结构与性质进行了研究。结果表明:低加入量CF在复合膜中分散较好,高加入量CF在复合膜中会形成团聚,CF与GA/CS之间有相对较好的相容性;随着CF含量增加,复合膜拉伸强度呈现先增加而后减小的趋势,而断裂伸长率则随着CF含量增加而持续降低;同时复合膜的水蒸气吸附率和水溶失率都随着CF含量的上升而降低。CF/GA/CS纳米复合膜表现出良好的透明性,较少CF的加入对材料透明度影响不大。     

纤维素/壳聚糖复合材料的制备与应用研究进展

纤维素/壳聚糖复合材料利用纤维素提高了共混材料的力学性能,同时保持了壳聚糖优良的生物相容性和抗菌性,无毒无污染。但是二者分子内和分子间含有大量的氢键,使得在水和常规有机溶剂中很难溶解,限制了复合材料的加工和应用,离子液体的出现为二者的溶解和复合提供了新的思路。综述了纤维素/壳聚糖复合材料的制备方法、制备体系及在工业吸附、生物医疗、食品包装和纺织工业领域的应用,重点介绍了离子液体在此复合材料制备过程中的应用,以为纤维素/壳聚糖复合材料的制备工艺和应用发展提供参考。     

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。