交联壳聚糖/聚乙烯醇/蜗牛黏液复合膜的制备及性能研究

采用延流法制备了香兰素（V）交联的壳聚糖/聚乙烯醇/蜗牛黏液（CS/PVA/SM）复合膜,并通过热重分析仪（TG）、扫描电子显微镜（SEM）和万能材料试验机等研究了不同CS/SM配比对复合膜光学性能、水蒸气和氧气阻隔能力、力学性能、热力学性能及生物降解性能等的影响。结果表明,CS/PVA/SM复合膜为可降解的亲水性薄膜,当CS溶液/SM溶液体积比为5/3时,复合膜性能优良,其抗氧化活性为87.51 %,其水蒸气透过率比纯CS膜降低了75.16 %,不透明度降低了87.74 %,拉伸强度提高了16.04 %,断裂伸长率提高了28.26倍;随着SM含量的增加,复合膜的热稳定性有所降低;CS溶液/SM溶液体积比为5/1、5/2和5/3时,复合膜表现出良好的相容性;SM的添加使复合膜具有很好的延展性和柔韧性,V的添加提高了复合膜的拉伸强度和抗氧化能力;所制备的CS/PVA/SM复合膜在食品包装领域中有潜在的应用前景。     

熔融法制备热塑性木薯淀粉/剑麻纤维素微晶复合膜

采用熔融法制备了热塑性木薯淀粉/剑麻纤维素微晶(TPS/SFCM)复合膜,研究了不同SFCM用量下,复合体系相互作用变化、断面形貌、热性能、加工流变行为、拉伸性能、热稳定性、吸湿率、透光率、降解性能等的变化规律。结果表明,SFCM和淀粉间可形成氢键,二者界面相容性良好;随SFCM用量增加,复合材料的熔融温度增加,塑化峰转矩和平衡转矩增大;SFCM可有效提高复合膜的力学性能、热稳定性和耐水性,当加入12份SFCM后,复合膜的拉伸强度和弹性模量分别为6.1 MPa和237.1 MPa,较纯TPS膜提高了27.1%和254.9%,失重速率峰温提高6.2℃,平衡吸湿率减少4.2%;复合膜的透光率和降解率随SFCM用量增加而有所降低。     

聚碳酸亚丙酯-聚乙二醇复合材料的制备与性能

通过聚碳酸亚丙酯(PPC)与聚乙二醇(PEG)的共混,提高PPC的热性能、亲水性和降解性能。通过1HNMR、FT-IR、XRD研究了共混物的相容性,表明聚合物之间没有发生化学反应,两者之间为简单的物理共混,相容性较好。共混物热性能的测试结果表明,共混物的玻璃化转变温度最高为61℃,比PPC提高了39℃,Td50%和最高分解速率时的温度都在242～262℃范围内,高于PPC的Td50%(235℃)和Tmax(238℃);共混物亲水性是PPC的12～33倍,其溶液降解性最多比PPC提高16倍,而生物降解性能至少比PPC提高4～6倍。     

PVA/TA增强复合膜的制备及性能

以可降解的聚乙烯醇(PVA)和单宁酸(TA)为原料,采用溶液浇注法制备了不同比例的复合膜,分析了不同TA含量的复合膜的力学性能、抗氧化性、亲水性、微观形貌和官能团的变化。研究结果表明,添加TA后,复合膜的综合力学性能显著提高,当TA的含量为4%时,与纯PVA膜相比,复合膜的拉伸强度提高了97.17%;另外,复合膜的抗氧化性得到了明显提升,其抗氧化性与参与反应的TA含量成正比。复合膜中的PVA与TA中的羟基发生反应后生成了新的氢键,与纯PVA膜相比,复合膜表面的最大接触角增大了123.36%,最大吸水率降低了53.21%,这表明,TA改善了复合膜的耐水性。综上所述,PVA/TA复合膜在包装领域具有一定的发展潜力。     

熔融共混法加工条件对聚碳酸亚丙酯性能影响的研究

用双螺杆挤出机加工纯聚碳酸亚丙酯(PPC),研究了加工温度和螺杆转速对PPC热稳定性、力学性能和生物降解性的影响。热重分析表明随着加工温度的升高,PPC的热稳定性降低,其适宜的加工温度范围为135~150℃;螺杆转速越低,热稳定性越低。静态拉伸试验显示加工温度越高,转速越低,加工出的PPC力学性能越差。动态力学性能测试结果显示加工温度从135℃升至145℃,PPC的玻璃化转变温度(Tg)降低了5.9~8℃,转速从200 rpm降至50 rpm,Tg降低了2.1~8℃。在使用温度区间内(约20~35℃),加工出的PPC储能模量减小,刚性和抗变形能力减弱(200 rpm加工出的PPC除外)。利用凝胶渗透色谱法测试生物降解前后PPC的分子量,结果表明加工后PPC的生物降解性优于未加工PPC的降解性,且加工温度越高,转速越低,生物降解程度越大。     

MCC对PLA/PPC复合材料力学性能与热稳定性的影响

以微晶纤维素(MCC)作为改性剂,马来酸酐接枝聚乳酸(PLA g MAH)为界面相容剂,聚乳酸(PLA)、聚碳酸亚丙酯(PPC)为基体,通过熔融共混法制得PLA/PPC/MCC三元复合材料。采用控温拉伸、动态热分析、扫描电子显微镜以及热失重分析等方法研究了MCC对PLA/PPC的力学性能和热稳定性。结果表明,PLA/PPC/MCC三元复合材料的拉伸强度提高了12.7 %,玻璃化转变温度（Tg）提高了9.8 ℃;PLA g MAH的加入可以改善PLA/PPC/MCC三元复合材料的界面性质,从而提高力学性能和热稳定性;当PLA g MAH的添加量为5 %（质量分数,下同）时,三元复合材料在常温下的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了53.7 %、43.1 %和18.5 %;在60 ℃下三元复合材料的断裂强度提高了80 %;热降解温度以及最大失重温度与PLA/PPC相比分别提高了25.31 ℃和61.83 ℃。     

PPC对POM熔融、结晶及力学性能的影响

采用熔融共混的方法制备了聚甲醛(POM)/聚碳酸亚丙酯(PPC)合金材料,研究了该复合材料的熔融、结晶及力学性能。结果显示,相对纯POM而言,合金中POM的结晶与熔融温度以及相应的焓值均下降,结晶速率降低,结晶活化能升高;当PPC的含量达到90%时,合金中POM的结晶度从77.8%下降到了68.1%,下降了9.7%。另外,相对POM而言,PPC与POM的合金化极大的提高了POM的断裂伸长率,当合金中PPC的含量达到50%时,POM的断裂伸长率从68%升高到569%,提高了8.4倍。相对PPC而言,PPC与POM合金化改善了单一PPC的力学性能,合金中添加50%的POM质量份数使PPC的断裂伸长率从453%增大到569%,比纯PPC增大了116%,同时使PPC的弯曲性能和韧性得到了提高。     

聚丁二酸丁二酯/酒糟复合材料的性能

采用NaOH对酒糟(DG)氧化预处理,同时采用不同改性剂对DG表面改性,将DG与聚丁二酸丁二酯(PBS)进行熔融共混,制备可生物降解PBS/DG复合材料,并进行75 d堆肥降解试验。探讨了DG对复合材料拉伸性能、结晶性能、热稳定性和降解性能的影响。结果表明,当未改性DG粒径为109μm、添加量为7份时,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率较纯PBS分别提高了15.56%和20.31%。当DG采用5%NaOH溶液在40℃水浴下搅拌处理30 min后,碱处理纤维与PBS的极性差异导致相容性较差,断裂伸长率下降,但材料亲水性明显增强,降解速率加快,经过75 d堆肥降解后质量损失率达到42.82%,较纯PBS提高了5.90倍。用改性剂表面改性经碱处理后的DG,可以明显改善复合材料的界面相容性。与纯PBS相比,当采用2份KH-560表面改性7份碱处理的DG后,复合材料拉伸强度和断裂伸长率分别提高了23.66%和33.18%,且复合材料的亲水性明显提高,经75 d堆肥降解后质量损失率比纯PBS提高了5.16倍,复合材料质量损失10%和50%的热分解温度较纯PBS分别提高了11℃和14℃,仍具有良好的热稳定性。此外,DG的加入对PBS的晶型没有明显改变。     

原位聚合法制备GO/PAN复合膜及其性能的研究（英文）

通过原位聚合法制备了氧化石墨烯/聚丙烯腈(GO/PAN)聚合物,采用水相成膜法制得GO/PAN复合膜,探讨了聚合过程中GO用量对PAN的单体转化率(Y)和增比黏度(ηsp)的影响,研究了GO/PAN复合膜的结构和性能。结果表明:GO的加入使PAN的ηsp和Y都有所提高;当加入GO质量分数为2%时,相对于PAN,其Y提高了13.4%,ηsp提高了77.3%;GO片层均匀地分布在GO/PAN复合膜基体当中,并且GO与PAN之间存在一定的作用力;与纯PAN相比,GO/PAN复合膜的结晶度、热稳定性和力学性能都得到一定程度提高,当GO质量分数为2%时,所制得的GO/PAN复合膜的结晶度为47.9%,最大分解温度304℃,600℃时质量保持率为49.8%,强度为6.0 MPa。     

醋酸纤维素/壳聚糖复合膜制备与性能优化

为拓展醋酸纤维素(CA)在可降解包装材料中的应用,采用溶液共混法制备了醋酸纤维素(CA)和壳聚糖(CS)复合膜,研究了CS含量对CA/CS二元复合膜性能的影响。通过观察并分析复合膜的形貌、断面结构、化学键发现,CS能够充分结合膜内外的孔隙结构,两者之间强烈的相互作用增强了复合膜的各项性能。性能测试结果表明,当CS含量为10%时,复合膜的力学性能达到最大,断裂伸长率及抗拉强度分别增加12.37%和38.62 MPa,降解损失率提高了50.14%。同时,抑制了大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的生长,抗菌率最高能够达到73.9%和54.6%。因此,CS在提高CA膜的力学性能和降解性能的同时,还赋予了复合膜优异的抗菌性。     

聚乳酸/钠基蒙脱土/水滑石三元复合膜的结构与性能

采用溶液共混法制备了聚乳酸(PLA)/钠基蒙脱土(Na-MMT)/镁铝铜水滑石(Mg Al Cu-LDH)三元复合涂膜液,通过流延法制备了PLA/Na-MMT/Mg Al Cu-LDH三元复合膜,采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射表征了复合膜的插层结构,利用热重分析仪分析了复合膜的热稳定性,并测试了复合膜的力学性能。结果表明,三元复合膜中,PLA对Na-MMT和Mg Al Cu-LDH均有插层,且插层效果略优于PLA对这两种填料单独插层时的效果;三元复合膜在300℃以下具有更好的热稳定性,且最大热失重速率随着Na-MMT/Mg Al Cu-LDH用量增加而降低,当Na-MMT与Mg Al Cu-LDH用量均为4份时,复合膜550℃时的残留率达到最高,由纯PLA膜的3.55%增加至5.91%;当Na-MMT与Mg Al Cu-LDH用量均为3份时,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率最高,分别比纯PLA膜提高了18.0%和73.8%。     

纳米二氧化钛/壳聚糖复合膜的光催化性能

利用壳聚糖与胶体TiO2的共混液通过流延成膜法制备了纳米TiO2/壳聚糖复合膜.用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了复合膜内TiO2的晶体结构和形貌,并研究了复合膜的力学性能、溶胀率、热稳定性及其在日光下对甲基橙水溶液的催化降解性能.结果表明,复合膜内TiO2为200～500 nm厚的层状晶体;在太阳光下照射60 min,交联复合膜对甲基橙水溶液的光催化降解率达70%;随着复合膜中TiO2的质量分数从1.96%增加到4.52%,复合膜的溶胀率从68.50%降低到62.21%,而拉伸强度达到最大值67.78 MPa;热分解温度为312℃.所制得的复合膜在日光下能快速降解甲基橙,可为利用太阳能处理染料废水提供一种新材料.     

Nafion/HZSM-5有相-无机复合质子交换膜的制备与性能研究

通过重铸的方法制备了Nafion/HZSM-5有机-无机复合质子交换膜,研究了添加HZSM-5纳米沸石分子筛颗粒对Nafion膜的结构、水吸收、质子传导率、热稳定性和化学稳定性的影响.与纯的重铸Nafion膜相比,含有5%(质量分数)HZSM-5分子筛的Nafion/HZSM-5复合膜具有更高的质子传导率,当HZSM-5的质量分数高于5%时,复合膜的质子电导率随着HZSM-5含量的增加有所降低,而Nafion/HZSM-5复合膜的水吸收率在HZSM-5质量分数为7.5%时最高,Nafion/HTSM-5复合膜的降解温度也高于纯的重铸的Nafion膜,Nafion/HZSM-5复合膜性能的提高可能与HZSM-5的酸性和特殊的孔道结构有关.     

纳米ZnO/纤维素纳米晶/聚乙烯醇复合膜的制备及性能

采用球磨法制备的纤维素纳米晶(CNC)及市售纳米ZnO对聚乙烯醇(PVA)进行改性,改善了PVA膜的力学性能,并且,赋予其抗菌性,测试复合膜的力学性能、水蒸气透过性能及抗菌性能。结果表明,加入CNC后,提高了PVA膜的力学性能和阻湿性能,加入纳米ZnO后,复合膜对金黄色葡萄球菌具有一定的抗菌性能,并且,能进一步提高复合膜的拉伸强度,但是,降低了复合膜的阻湿性能。当CNC的添加量为3%、纳米ZnO∶CNC=2∶1(摩尔比)时,复合膜综合性能较好,拉伸强度为73.7 MPa,与纯PVA膜相比,提高了77.2%;断裂伸长率为3.8%,与纯PVA膜相比,提高了46.1%;水蒸气透过系数为3.44×10^-13 g·cm/(cm²·s·Pa),与纯PVA膜相比,提高了11.7%。     

聚乳酸–壳聚糖–茶多酚复合膜的制备及其性能

为研究壳聚糖(CS)、茶多酚(TP)和聚乳酸(PLA)3种物质所得复合膜的性能效果,采用流延成膜法,制备不同CS与TP质量比的PLA–CS–TP复合膜。通过测试纯PLA膜及各复合膜的密度、力学性能、热封性能、水蒸气透过率和溶解度等指标,对比分析了复合膜的综合性能,研究其实用价值。结果表明,相比纯PLA膜,CS与TP的加入使复合膜的密度和拉伸性能明显降低,但显著提高了复合膜的热封强度、水蒸气透过率和溶解度。当CS与TP质量比为3/7时,热封强度最高,比纯PLA膜提高了245.72%;当CS与TP质量比为5/5时,水蒸气透过率最高,比纯PLA膜提高了28.59%;当CS与TP质量比为1/9时,溶解度最高,比纯PLA膜提高了758.04%。复合膜具有较好的热封性、透湿率和溶解度,在食品包装领域有较好的应用潜力,可使无花果在5℃下的保存期由2 d延长至13 d以上。     

聚碳酸亚丙酯与聚乳酸共混物性能及热分解动力学分析

采用溶液浇铸法制备了聚碳酸亚丙酯(PPC)/聚乳酸(PLA)共混物,通过力学性能测试、衰减全反射红外光谱分析、差示扫描量热分析和热失重分析研究了共混物的性能,并对共混物进行了热分解动力学研究。结果表明,随着PLA含量的增加,共混物的拉伸强度增大,断裂伸长率减小,PPC/PLA共混物的力学性能得到改善;随着PLA的含量从10%(质量分数,下同)增加到90%,共混物热失重10%所对应的温度(T-10%)从255℃逐渐增加到281℃,当PLA的含量分别为10%、50%和90%时,最大速率失重温度比纯PPC分别提高了3.45、15.51和41.58℃;采用Coats-Redfern法得出,PLA的加入能提高PPC的活化能,其中PLA含量为30%和50%时,共混物的活化能比纯PPC分别提高了12.72%和40.68%,说明PLA改善了PPC的热稳定性。     

钛酸纳米管改性高甲氧基果胶/壳聚糖复合膜性能的研究

本文通过流延法制备了高甲氧基果胶/壳聚糖复合膜,并以钛酸纳米管(Titanate nanotubes, TNTs)对其进行了改性。研究结果表明:TNTs的添加促使复合膜表面形成大量颗粒状结构,同时其力学性能、耐水性能和热稳定性上升。在TNTs添加量为0.15 g时,复合膜的拉伸强度、断裂伸长率达到最大,与添加TNTs前相比,分别增加了78.43%,51.23%;同时复合膜的吸水率、水蒸汽透过率则降到最低,与添加TNTs前相比,分别降低了18.18%和26.69%。当TNTs添加量达到0.20 g时,复合膜的各项性能有所回落。     

聚乙烯醇/明胶共混物的制备及性能

通过添加明胶(GEL)来提高聚乙烯醇(PVA)的热稳定性及改善其加工性能。采用热重分析仪、差示扫描量热仪、X射线衍射仪、万能试验机、紫外可见分光光度计分别对PVA/GEL共混物的热失重率、熔点、结晶性、力学性能以及透光性进行表征。结果表明:添加少量的明胶可以显著提高PVA的热分解温度,抑制了PVA的第一步降解,降低PVA的熔融温度。当添加15%的明胶时,PVA的热分解温度由237℃提高至323℃,增加了86℃,使PVA具有较高的热稳定性,而PVA的加工窗口则拓宽了104℃。随着明胶含量的增加,PVA/GEL共混材料的拉伸强度和断裂伸长率都有所降低,但共混材料仍保持较好的力学性能和透光性。     

杨木木质素酚与聚乳酸复合膜性能研究

四种由相分离法制得的杨木木质素酚(木质素对甲酚、木质素邻苯二酚、木质素间苯二酚、木质素邻苯三酚)分别与聚乳酸(PLA)共混铺膜,本文探究了木质素酚的添加量和种类对复合膜力学性能的影响,并对木质素对甲酚与聚乳酸复合膜的吸水性能、热学性能和结晶结构进行了分析。结果表明,随着木质素对甲酚添加量的增加,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率都减小,当木质素对甲酚含量达到15%后,复合膜的力学性能趋于稳定值。在相同添加量下,木质素邻苯二酚-PLA复合膜的力学性能相对较好。木质素酚的添加提高了复合膜的热稳定性,在15%添加量时效果较好。这些结果表明,木质素的侧链特征对其在复合材料中的应用性能有重要影响。     

P3/4HB/PBS共混物的物理性能及微生物降解

将不同比例的聚(3-羟基丁酸-co-4-羟基丁酸)共聚酯(P3/4HB)和聚丁二酸丁二酯(PBS)进行物理共混,通过FTIR、DSC、TG和SEM研究了复合材料的力学性能、亲水性能、热稳定性和结晶性。当PBS的添加量为10%时,复合材料的力学性能较好。与纯P3/4HB相比,拉伸强度增加了154%,达到了18.6 MPa;断裂伸长率增加了82%,为638%;弹性模量约下降94 MPa。复合物水溶解性能较小,只有0.34%,抗水性增强。DSC分析表明,2种聚合物的相容性较好。PBS的添加降低了材料的熔点,增加了结晶性能,同时减缓了材料的结晶速率。TG分析结果表明,复合材料稳定性增强,加工窗口拓宽了32℃。采用Pseudomonas.mendocina DS04-T菌株降解复合材料,当降解时间为120 h时,复合材料降解率为92.5%。