氟化聚乙烯醇/SiO_2超疏水薄膜的制备及性能

以亲水性高分子聚乙烯醇(PVA)为基体,二氧化硅(SiO_2)纳米颗粒为无机填料,旋涂在玻璃表面后的PVA/SiO_2再经十七氟癸基三甲氧基硅烷(C_(13)H_(13)F_(17)O_3Si,FAS)修饰,制备了具有超疏水性能的PVA/SiO_2-FAS薄膜。考察了PVA与SiO_2复合的比例及FAS修饰对膜疏水性的影响。用傅里叶变换红外光谱、X射线能谱和扫描电子显微镜分别对超疏水表面进行了结构分析和形貌表征,用接触角测量仪观察了水滴在膜表面的润湿性。结果显示,当PVA/SiO_2体积比为1∶5时,氟化PVA/SiO_2膜表面具有较好的超疏水功能,静态接触角可达151.24°,滚动角约为4°。这主要是膜表面含有低表面能氟原子及具有纳米粗糙结构共同作用的结果。     

溶液浓度和非溶剂比例对PVC膜形貌和疏水性能的影响

目的 研究溶液质量分数和非溶剂体积分数对PVC薄膜表面形貌和疏水性能的影响,以获得具有超疏水表面的PVC薄膜。方法 以四氢呋喃为良溶剂、乙醇为非溶剂,利用非溶剂诱导相分离的原理,采用旋涂法在玻璃基底上制备超疏水的聚氯乙烯（PVC）涂膜;通过对PVC样品的疏水性、表面形貌、结晶性能和热性能进行分析,探究溶液质量分数以及非溶剂的体积分数对PVC样品性能的影响。结果扫描电镜和接触角测试表明,添加一定体积分数的乙醇使得所制备的PVC样品形成了多孔膜层以及纳米级聚合物球粒,从而提高了PVC样品的疏水性。XRD测试结果表明,添加乙醇并不会改变PVC样品的无定形结构。结论 PVC溶液质量分数对所制备PVC样品的疏水性能和表面结构没有明显影响,乙醇体积分数为30%～40%时,可形成表面水接触角大于150°的超疏水表面。     

疏水性透明γ-AlOOH/FAS复合薄膜的制备与性能

采用溶胶-凝胶法和表面改性结合的方法制备了疏水性透明-γAlOOH/FAS复合薄膜,勃姆石(γ-AlOOH)薄膜经沸水处理表面形成网格状粗糙结构,氟硅烷(十三氟辛基三乙氧基硅烷,FAS)被用作疏水剂涂敷在勃姆石薄膜表面。研究采用XRD,SEM,接触角测定仪及UV-vis分光光度计对薄膜相结构、表面形貌、接触角及可见光透过率进行了一系列表征。研究结果表明:采用溶胶-凝胶法和表面改性结合的方法制备的-γAlOOH/FAS复合薄膜具有高的透明性和疏水性,复合薄膜对可见光透过率达90%以上,对水的接触角为120.3°。     

脱硫用PVDF膜的结构调控与性能研究

以聚偏氟乙烯(PVDF)为膜材料,二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,采用浸没沉淀相转化法制膜,研究了亲/疏水性的添加剂对PVDF膜结构、接触角及气通量的影响;采用含氟表面活性剂 Zonyl 8740对PVDF膜进行疏水改性,通过ATR-FTIR、FE-SEM、接触角等对膜表征,并进行脱硫性能评价.结果表明,疏水性添加剂使PVDF膜表面水接触角提高,添加剂种类对膜气通量有明显影响,在20℃、0.01 MPa实验条件下,PVDF膜最大气通量为85.6 m3/(m2·h),Zonyl 8740涂覆改性后PVDF膜表面疏水性提高,水接触角可达到133.5°,二氧化硫脱除率可达到81.3％.     

交联羧甲基玉米淀粉／PVA复合膜制备工艺的研究

以玉米淀粉为原料,采用先醚化后交联改性工艺合成了交联羧甲基玉米淀粉(CCMS).通过改性淀粉与聚乙烯醇(PVA)溶液共混反应,并辅以增塑剂、增强荆、交联剂及疏水化改性剂等加工助荆制备了性能优异的CCMS/PvA复合膜.研究了复合膜制备过程中的影响因素及其对薄膜耐水性能、透光性能和力学性能的影响.结果表明,当交联羧甲基玉米淀粉与PVA的质量比为7:3,甘油用量为10%(质量分数),复合交联剂用量3.3%(质量分数),疏水化改性荆聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂(PPE)用量为1.5%(质量分数),溶液pH为10,反应温度88℃,反应时间35min时,淀粉膜的拉伸强度为40.5MPa,断裂伸长率为311%,透光率为82%,吸水率最小为3.6%(质量分数).     

可见光控亲/疏水可逆转换纳米N-TiO2-CTMS薄膜的制备及研究

以普通玻璃片为基材,钛酸丁酯为前驱体,通过氮掺杂可见光改性和三甲基氯硅烷疏水化修饰的方法,制备出一种新颖的表面浸润性受可见光控可逆转换的纳米TiO2薄膜材料(N-TiO2-CTMS)。采用UV-Vis、FE-SEM、接触角测试等方法对样品进行了表征和分析。研究结果显示掺氮量存在最佳值,20%的样品(20%N-TiO2)在可见光下降解甲基橙活性最高。对20%N-TiO2膜进行疏水化修饰后,接触角达到95°,可见光照射5h产生相对亲水表面(45°),置于黑暗处5h恢复相对疏水(90°),如此转换可于同一样品多次重复,说明样品具有一定的可见光控亲/疏水可逆转换功能。并对上述现象进行了初步的机理探讨。     

疏水改性对SiO2气凝胶薄膜性能与结构的影响

以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备SiO2气凝胶薄膜,并以不同体积分数的六甲基二硅胺烷(HMDZ)对SiO2气凝胶薄膜进行了疏水改性研究,采用椭偏仪、FITR、接触角测试仪、SEM和光谱仪等对薄膜的疏水性、微观结构及透光性进行了表征,研究了HMDZ疏水改性对SiO2气凝胶薄膜性能与结构的影响。结果表明,疏水改性后,SiO2胶粒表面的大部分亲水性-OH被疏水基团-CH3所取代,其与水的接触角达159°,疏水性好;SiO2气凝胶薄膜在可见光范围内透光率接近90%,透光性高;其孔隙率为78.8%,密度为0.464g/cm3,骨架颗粒尺寸小于40nm,具有纳米多孔网络结构特性。     

不粘薄膜的微/纳米结构及其机理研究

拟通过化学腐蚀方法在铜基底上制备出高性能的不粘薄膜.具体为首先将分析纯HCl、HNO3、HF按体积比15:5:1混合,配制成腐蚀液对铜片进行腐蚀,构建出具有类荷叶表面的微/纳米结构,接着用按体积比1%配制好的氟硅烷溶液对该基片进行修饰,经风干后就制备出了具有超疏性能的不粘薄膜.试验中用接触角测量仪测得改性前清洁的铜基片对水、蓖麻油和丁羟胶的接触角分别为80°,25°和50°;相比而言,改性后的铜片对以上液滴的接触角分别为153°,137°和142°,用CB方程计算出改性后铜片表面细微结构中与液滴接触的空气膜所占的比例约为0.93.试验证明,不粘薄膜的超疏性能的实现是由微/纳米精细结构和低表面能的氟硅烷薄膜共同决定的.     

聚酯薄膜表面接枝含氟丙烯酸酯共聚物及其细菌粘附行为研究

利用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜表面接枝甲基丙烯酸六氟丁酯(HFBMA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚物。通过红外光谱仪(ATR-FT-IR),X射线光电子能谱仪(XPS)以及扫描电镜(SEM),研究不同反应时间下接枝共聚物对PET薄膜表面组成、结构及性能的影响;利用接触角测试对比研究PET薄膜接枝改性前后的表面疏水性;采用平板菌落计数的方法研究薄膜改性前后的微生物粘附性。结果表明:随着反应时间延长,PET薄膜表面水接触角不断增大,当反应时间为12h时达99.5°,疏水性显著提高;PET薄膜表面对微生物的粘附量随着反应时间的延长而逐渐减少。     

微晶纤维素改性对聚乙烯醇薄膜性能的影响

目的研究不同添加量的微晶纤维素(MCC)对聚乙烯醇(PVA)薄膜性能的影响。方法通过共混溶液流延法制备得到MCC质量分数不同(0%,1%,2%,3%,4%)的PVA薄膜,测定分析MCC含量不同对PVA薄膜的颜色、光学性能、力学性能、阻隔性能、热稳定性和表面微观形态的影响。结果随着MCC含量的增加,PVA薄膜的透光率和断裂伸长率显著降低,雾度和抗拉强度显著增加,与纯PVA薄膜相比,MCC质量分数为4%的PVA薄膜的抗拉强度增加了64.8%,断裂伸长率降低了14.7%,水蒸气透过系数显著降低。当MCC质量分数从0%增加到3%时,薄膜的氧气透过系数由2.145×10~(-16) cm~3·cm/(cm~2·s·Pa)降低到1.393×10~(-16) cm~3·cm/(cm~2·s·Pa),但当MCC质量分数为4%时,薄膜的氧气透过系数略有增加。MCC的加入使得薄膜的热稳定性提高,初始分解温度略有升高,当MCC质量分数为4%时,薄膜表面和横截断面局部区域可以观察到少量的大颗粒出现团聚现象。结论 MCC的加入提高了PVA薄膜的力学性能、疏水性、阻隔性、热稳定性,控制好其加入量可以有效改善PVA薄膜的性能。     

Fabrication of a super-hydrophobic nanofibrous zinc oxide film surface by electrospinning

We report a new approach for fabricating a super-hydrophobic nanofibrous zinc oxide (ZnO) film surface. The pure poly(vinyl alcohol) (PVA) and composite PVA/ZnO nanofibrous films can be obtained by electrospinning the PVA and PVA/zinc acetate solutions, respectively. After the calcination of composite fibrous films, the inorganic fibrous ZnO films with a reduced fiber diameter were fabricated. The wettability of three kinds of fibrous film surfaces were modified with a simple coating of fluoroalkylsilane (FAS) in hexane. The resultant samples were characterized by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), water contact angle (WCA), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and atomic force microscopy (AFM). It was found that the pure PVA fibrous films maintained the super-hydrophilic surface property even after the FAS modification. Additionally, the WCA of composite fibrous films was increased from 105 to 132° with the coating of FAS. Furthermore, the surface property of inorganic ZnO fibrous films was converted from super-hydrophilic (WCA of 0°) to super-hydrophobic (WCA of 165°) after the surface modification with FAS. Observed from XPS data, the hydrophobicity of FAS coated various film surfaces were found to be strongly affected by the ratio of fluoro:oxygen on the film surfaces.     

纳米SiO2改性生物降解复合薄膜研究

目的以壳聚糖(chitosan)、木薯淀粉和聚乙烯醇(PVA)为基础成膜原料,探究纳米SiO2改性木薯淀粉/PVA/壳聚糖薄膜的制备工艺过程。方法以薄膜断裂伸长率、抗张强度、透光率和吸水率为评判标准,在单因子试验基础上,设计L9(34)正交试验,研究纳米SiO2含量、分散剂十二烷基苯磺酸含量、膜液pH值等3个因素对纳米SiO2改性木薯淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖薄膜性能的影响。结果得出了制备纳米SiO2改性木薯淀粉/PVA/壳聚糖薄膜的最佳工艺参数,纳米SiO2质量分数为2.0%、十二烷基苯磺酸钠质量分数为2.0%、膜液pH值为3.0,3个因素对改性薄膜性能的影响程度大小排序为分散剂含量纳米SiO2含量pH值。结论获得了纳米SiO2改性木薯淀粉/PVA/壳聚糖薄膜的最佳生产工艺参数。     

聚氯代对二甲苯薄膜表面湿化学改性与应用研究

本文通过自制改性剂对聚氯代对二甲苯薄膜表面进行改性,两片改性膜采用单搭接方式用普通氟碳树脂粘接。通过剪切强度测试和水接触角测量研究了不同改性剂浓度的改性效果,用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（TEM）研究了改性前后薄膜的表面形态,用衰减全反射傅立叶变换红外光谱（ATR-FTIR）分析了改性前后薄膜中各基团的变化、X射线衍射仪（XRD）研究了反应前后薄膜的物相变化并通过其物相分析功能确定反应的产物。结果表明：自制改性剂具有较高的反应活性,在室温条件下当聚氯代对二甲苯薄膜与改性剂接触时快速发生反应,反应的最终结果是改性剂中亲核试剂破坏苯环上的C-Cl键,聚氯代对二甲苯薄膜中苯环上的Cl原子与改性试剂中的钠离子形成的氯化钠附着在膜的表面;改性剂浓度为1．5mol／L时处理效果最好,聚氯代对二甲苯薄膜表面与去离子水的接触角从未改性时的96．49度降到67．5度,改性后的聚氯代对二甲苯薄膜表面能由14．335mJ／m2提高到34．798mJ／m2;剪切强度值由改性前的150．4KPa提高到212．8KPa。     

聚乙烯醇/纳米银薄膜的制备及其对黄骨鱼保鲜效果的研究

目的研究聚乙烯醇(PVA)/纳米银薄膜的抑菌性能,探索食品保鲜包装新方法。方法以PVA和水为基本原料,戊二醛为改性剂,用溶液流延法制备含有不同质量分数(1%,2%,3%)纳米银的PVA薄膜,分别表征其力学性能和耐水性能。将鱼肉用薄膜包裹,在4℃下贮藏,每隔3 d取样测定菌落数并进行感官分析。结果 PVA/纳米银薄膜对鱼肉有明显的抑菌作用,当纳米银添加质量分数为1%时,薄膜的拉伸强度为19.41 MPa,断裂伸长率为49%,力学性能良好;吸水率为32.2%,润湿角为55.1°,疏水性较好;与空白组相比,鱼肉货架期延长了4 d左右。结论质量分数为1%的纳米银能够增强薄膜的抑菌效果、有效维持鱼肉的感官品质,因此,在冷链运输中有很好的应用前景。     

不同含量脱氢乙酸钠改性PVA薄膜 延长蛋糕保质期的研究

研究了不同脱氢乙酸钠含量的P V A薄膜对蛋糕保质期的影响,以得出最适于蛋糕保鲜用改性包装薄膜。首先,用流延法制备出以不同质量分数脱氢乙酸钠改性的P V A改性薄膜,然后将待测蛋糕切成一定规格并分别装入不同的PVA薄膜包装袋中进行贮藏试验。且每隔3 d,对样品蛋糕进行感官评价,并检测其失重率、菌落总数、酸价、过氧化值等,以评价改性包装的抑菌及抗油脂氧化效果。结果表明,添加脱氢乙酸钠改性后的PVA薄膜的保鲜效果均优于未改性PVA薄膜的;综合各因素的影响结果,确定添加质量分数为2%脱氢乙酸钠的改性PVA薄膜对蛋糕的保鲜效果较好,其不仅能有效阻止蛋糕中水分的流失,且蛋糕的抗氧化性能最强。     

分心木碳点/聚乙烯醇复合膜的制备及其在草莓保鲜的应用

目的 制备不同浓度碳点的未掺杂分心木碳点（1-CDs）/聚乙烯醇复合膜和氮掺杂分心木碳点（2-CDs）/聚乙烯醇复合膜,以延长草莓的货架期。方法 采用流延法制备复合膜,探讨不同浓度CDs对复合膜的光致发光行为、疏水性、力学性能、紫外吸收性能和阻隔性能的影响,并比较不同薄膜对草莓的保鲜效果。结果 碳点和聚乙烯醇分子内或分子间发生了较强的相互作用,碳点的加入增强了复合膜的疏水性和紫外吸收性能,2-CDs/PVA-6复合膜在60s时的接触角为65.3°,断裂伸长率和拉伸强度分别为(220.6±6.3)%、(107.55±4.9)MPa,2-CDs/PVA-6复合膜在波长300 nm时的紫外可见光透过率接近0,该复合膜对草莓的保鲜效果最好。结论 作为包装材料,2-CDs/PVA-6复合膜表现出潜在的应用价值,能够延长草莓的货架期。     

聚乳酸/茶多酚复合包装膜的制备及性能

目的 对比不同制备方法对复合包装膜性能的影响,以获取具有优良保鲜性能的食品包装膜及其制备方法.方法 以可降解生物材料聚乳酸(PLA)为基材,掺杂茶多酚(TP)活性物质,分别采用静电纺丝法和流延法制备不同质量比的PLA/TP复合包装膜,通过扫描电镜、接触角测试、溶胀性测试、水蒸气透过性测试及抗氧化性测试分析薄膜的形貌和理化性能,并对2种方法制备的复合膜的TP释放行为和草莓保鲜性能进行对比分析.结果 流延膜呈致密多孔结构,纺丝膜呈多层纳米纤维叠加结构;2种复合膜的接触角均随TP质量分数的增加而减小,当TP质量分数从0％增加至20％时,流延膜的接触角从62.70°±3.09°减小至44.08°±2.24°,呈亲水性,纺丝膜的接触角从124.39°±1.69°减小至112.90°±2.42°,呈疏水性,且流延膜的水蒸气透过量随TP质量分数增加而增大,当TP质量分数为20％时,水蒸气透过量增大至(396.93±16.36)g/(m2·d);纺丝膜的溶胀性远高于流延膜,当TP质量分数为20％时,纺丝膜的溶胀率高达347.63°±5.36°,流延膜的溶胀率仅为13.36°±0.56°;随着TP质量分数增加,流延膜和纺丝膜的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除率均逐渐提高,最高分别达(89.76±1.4)％和(97.26±1.25)％;2种膜中TP的释放行为均符合先快后慢的规律,且随着TP质量分数增加而增大,不同流延膜在720 h后累积释放百分比范围为50％～85％,纺丝膜在240 h后基本释放完全,累积释放百分比为75％～95％;流延膜比纺丝膜对草莓的保鲜效果更优,分别将草莓的货架寿命延长至18 d和9 d.结论 流延法制备的复合膜具有亲水性、高水蒸气透过性、高抗氧化性能和优异缓释性能,能有效延长草莓的货架寿命至18 d;纺丝膜制备的复合膜具有疏水性、高溶胀率、优异抗氧化性能,但释放速率快,能有效延长草莓的货架寿命至9 d.     

偶联剂处理滑石粉填充聚乙烯薄膜的研究

目的确定最佳偶联剂及其用量,以改进聚乙烯薄膜的综合性能。方法采用铝酸酯、钛酸酯、硬脂酸等偶联剂对滑石粉进行表面改性,通过测定改性后滑石粉的接触角、活化率以及红外光谱等方法对改性效果进行评价。并将改性后的滑石粉与聚乙烯共混后进行吹塑薄膜,测定薄膜的力学性能。结果采用偶联剂改性滑石粉后,表面从亲水性变为疏水性,其中钛酸酯表面改性效果较好。表面改性提高了滑石粉填充聚乙烯薄膜的力学性能。结论使用质量分数为2%钛酸酯改性的滑石粉作为填充粉体时,聚乙烯薄膜的综合性能较好。     

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。     

埃洛石纳米管/水性聚氨酯氟化复合膜的制备及性能

利用原位聚合及表面氟化的方法制备了埃洛石纳米管/水性聚氨酯（HNTs/WPU）复合膜,并考察氨基化埃洛石纳米管（AHNTs）的含量及十七氟癸基三甲氧基硅烷（FAS）氟化对AHNTs/WPU复合膜性能的影响。结果表明:随着AHNTs与WPU的质量比增大,AHNTs/WPU复合膜的力学性能及耐热性呈先升高后降低的趋势,耐水性得到改善。当AHNTs与WPU的质量比为1.5%时,AHNTs/WPU复合膜具有较好的综合性能。AHNTs/WPU复合膜的拉伸强度、断裂伸长率及初始分解温度（T_d5）与纯WPU膜相比分别提高了50%、35%及9℃,复合膜的吸水率降低到5.8%,水接触角提高到95.1°。AHNTs/WPU复合膜经表面氟化处理后,水接触角进一步增大到114.5°,呈现出疏水性,表面氟化处理对复合膜的力学性能及吸水率也有一定的促进作用。