聚乙烯醇/PHBHHx复合材料的制备及表征

目的以聚乙烯醇(PVA)、3-羟基丁酸-3羟基己酸共聚酯(PHBHHx)为基材,制得一种性能优良的新型可降解绿色环保材料。方法采用溶液共混流延法制备聚乙烯醇/PHBHHx共混膜。通过力学性能检测、扫描电镜、X射线衍射、透氧性能测试、热重分析和生物降解性检测对薄膜的性能进行分析。结果研究表明,当PVA与PHHBHHx质量比为2∶1时,制得的共混膜断面结构致密且无孔洞,组分之间相容性较好。结论与纯PHBHHx薄膜相比,PVA/PHBHHx共混膜力学性能、阻氧性能得到了提高,且共混膜的加工窗口变宽,在可降解包装材料领域有着广泛的应用前景。     

原位合成法二氧化硅/硅钨酸改性聚乙烯醇质子交换膜的研制

以聚乙烯醇(PVA)为基体,利用原位合成法制备了二氧化硅(SiO2)和硅钨酸(SiWA)微粒在PVA基质中均匀分布的二氧化硅/硅钨酸改性聚乙烯醇(SiO2/SiWA-m-PVA)质子交换膜,利用扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TG)分别对膜的形貌及热稳定性进行了表征,四氯化硅与钨酸钠摩尔比对SiO2/SiWA-m-PVA质子交换膜的质子导电性能、阻醇性能的影响.结果表明,四氯化硅与钨酸钠摩尔比为1∶1时,原位合成的二氧化硅和硅钨酸在质子交换膜中分散均匀,在温度低于100℃时SiO2/SiWA-m-PVA膜保水性能好;室温质子电导率为1.48×10-2 S/cm,甲醇渗透率为1.37×10-7 cm2/s,比相同条件下Nafion117膜甲醇渗透率低一个数量级,应用于直接甲醇燃料电池单电池能量密度可达11.82 mW/cm2.     

PBAT/PLLA/纳米SiO2共混薄膜的制备及其包装特性

采用熔融共混法通过双螺杆挤出机制备了不同类型(亲水型和疏水型)的纳米二氧化硅(SiO2)和聚己二酸丁二醇-对苯二甲酸丁二酸酯(PBAT)/左旋聚乳酸(PLLA)/SiO2共混薄膜,分析了纳米SiO2添加比例对共混薄膜热性能、力学性能及阻隔性能的影响.结果表明,随着纳米SiO2的添加,共混体系中PBAT组分的结晶温度(T...     

PVA/HPC相容性及共混膜的性能

共混改性是提高材料性能的简便而有效的方式,文中以聚乙烯醇(PVA)和羟丙基纤维素(HPC)为基本成膜材料,通过制备不同配比的共混溶液,探讨了PVA/HPC共混体系的相容性,并对共混膜的结构和性能进行了初步表征。稀溶液黏度法和扫描电镜分析表明,共混体系中PVA含量较多(80%)时,共混膜呈现均一的相态结构,共混体系为相容体系;傅立叶红外光谱和热重分析显示,PVA/HPC共混体系中存在的氢键作用提高了共混体系的热稳定性。     

聚乳酸/聚乙烯醇共混膜的制备

基于流延法和溶剂蒸发技术,以聚乳酸(PLA)和聚乙烯醇(PVA)为原料,制备可降解PLA/PVA共混膜。通过考察不同的共溶剂对共混膜成膜性能的影响,确定二甲基亚砜(DM SO)是制备PLA/PVA共混膜优良的共溶剂。研究PLA与PVA配比对PLA/PVA共混膜性能的影响,探索PLA与PVA分子链在共混膜中的结合状况。结果表明,当PLA的含量低于20%时,可以得到均质的PLA/PVA共混膜,且PLA与PVA分子链间以氢键结合。此外,在共混过程中,PLA与PVA的结晶均受到一定的破坏,结晶度比纯PLA与PVA下降。     

聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮共混膜的制备和性能

制备了聚乙烯醇(PVA)、PVA/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与戊二醛交联的PVA/PVP膜用于渗透蒸发对乙酸乙酯/乙醇/水三元共沸体系脱水。采用傅立叶变换红外光谱(FT-IR),X射线散射(XRD)和扫描电镜(SEM)等对膜的物理化学结构及形貌进行了表征。考察了PVP含量、交联度对共混膜结构和亲水性的影响。考察了PVP含量、交联度和温度对PVA均质膜的分离性能和溶胀行为的影响。结果表明,交联的PVA/PVP共混膜对乙酸乙酯/乙醇/水有着优异的分离性能。     

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。     

柞蚕丝素蛋白复合材料的制备及其构象与力学性能

柞蚕丝素蛋白因其独特的优势在生物医学材料领域具有潜在的应用前景。制备柞蚕丝素蛋白（WSF）与聚乙烯醇（PVA）共混复合材料（WSF／PVA）,通过傅立叶转换红外光谱（FTIR）和相关力学性能测试方法,探讨制膜条件对WSF构象及其材料力学性能的影响。结果表明：PVA分子量、加热温度、交联、增塑、变性剂浓度均对WSF的构象和复合材料的力学性能产生影响。     

聚乙烯醇/水性聚氨酯共混膜的制备

目的研究水性聚氨酯(WPU)对聚乙烯醇(PVA)的增韧效果。方法将固含量(质量分数)为35%的WPU按一定比例加入固含量为5%的PVA水溶液中,经混合、除泡、浇注、干燥后制成PVA/WPU共混膜。采用傅里叶红外光谱仪,扫描电子显微镜,差示扫描量热仪,动态热机械分析仪等对共混膜进行表征,并测试共混膜的力学性能、水接触角、吸水率。结果随着WPU含量的增加,与纯PVA相比,共混膜的羟基(—OH)的伸缩振动峰向高波数方向移动,结晶度下降,玻璃化转变温度(t_g)下降,拉伸强度降低,断裂伸长率增加,水接触角增大,吸水率降低,可见光透过率下降。结论 WPU的加入有利于提高PVA/WPU共混膜的韧性,在WPU质量分数为20%～30%时,得到了综合性能较佳的共混膜。     

二氧化硅对聚乙烯醇成膜性能的影响

为了满足聚乙烯醇的成膜性能和剥离性能,实验考察了加入不同含量的二氧化硅对体系的成膜性和干燥后膜力学性能的影响。实验证明:SiO2可提高溶液的抗流挂性,改善其施工性能及其干燥后膜的力学性能。综合考虑SiO2对聚乙烯醇成膜性、抗流挂性及膜的力学性能的影响,推荐浓度为10%~16%聚乙烯醇溶液中SiO2的含量为5%时较为适宜。     

PVA/LDH-aCNTs杂化薄膜的制备及其性能研究

采用恒定p H共沉淀法合成了层状双羟基氢氧化物(LDHs)和酸化碳纳米管(aCNTs)杂化材料,并将其作为填料应用到聚乙烯醇(PVA)薄膜中制备了PVA杂化薄膜。采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜等对合成的LDH-aCNTs杂化材料进行了表征,并对PVA杂化薄膜进行了微观结构和力学性能测试。力学性能测试结果表明:当LDH-aCNTs的添加质量分数为3%时,PVA杂化薄膜的拉伸强度达到最大值,相比于纯PVA,拉伸强度约提高了41%。LDHs的存在有效地改善了aCNTs和PVA之间的相容性,使得PVA/LDH-aCNTs杂化薄膜具有较优异的力学性能。吸水性能测试结果表明:相比于纯PVA(吸水率为649%),添加质量分数为5%的PVA/LDH-aCNTs杂化薄膜的吸水率约下降了58%。LDH-aCNTs杂化纳米粒子中的含氧官能团能与PVA链中的羟基形成氢键,使裸露的亲水基团减少,吸水率下降。PVA/LDH-aCNTs杂化薄膜的力学性能和耐水性能的提高,有望拓宽PVA基复合薄膜的应用范围。     

Poly(vinyl alcohol)/silica nanocomposites: morphology and thermal degradation kinetics

The morphology of self-assembled poly(vinyl alcohol)/silica (PVA/SiO2) nanocomposites is investigated with atomic force microscopy (AFM) and transmission electron microscopy (TEM). It is found that the SiO2 nanoparticles are homogenously distributed throughout the PVA matrix in a form of spherical nano-cluster. The average size of the SiO2 clusters is below 50 nm at the low contents (SiO2 < or =5 5 wt%), while particle aggregations are clearly observed and their average size markedly increases to 110 nm when 10 wt% SiO2 is loaded. The thermogravimetric analysis (TGA) shows that the nanocomposite significantly outperforms the pure PVA in the thermal resistance. By using a multi-heating-rate method, the thermal degradation kinetics of the nanocomposite with a SiO2 content of 5 wt% is compared to the PVA host. The reaction activation energy (E) of the nanocomposite, similar to the pure PVA, is divided into two main stages corresponding to two degradation steps. However, at a given degradation temperature, the nanocomposite presents much lower reaction velocity constants (k), while its E is 20 kJ/mol higher than that of the PVA host.     

Preparation and characterization of novel poly-(vinyl alcohol)–Zostera flakes composites for packaging applications

Composite films, consisting of poly-(vinyl alcohol) (PVA) and Zostera flakes, were prepared via film casting and their properties were investigated using a variety of techniques. The composites exhibit better mechanical and thermal properties than pure PVA, while the optimum algal content is about 20% w/w. Although the water sorption capacity of the films is similar, the measurements of mass transport properties on composites reveal improved gas barrier behavior. This can be attributed to the resistance in flow, caused by impermeable algal particles. Based on their potential biodegradability and their low cost, it can be concluded that the produced samples may offer a very promising bio-composite material for packaging applications.     

Preparation of poly(acrylic)/SiO2/EuL3 x 2H2O, hybrid thin films from monodispersed colloidal silica

In this study, poly(acrylic)/SiO2/EuL3 x 2H2O hybrid thin films were prepared from various acrylic monomers (MMA and EDMA/TMPTA), lanthanide metal complexes (EuL3 x 2H2O, L = pyridine carboxylic acid), and monodispersed colloidal silica with a coupling agent, 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MSMA). It is a combination of the sol-gel reaction, thermal polymerization, and spin coating. The silica content in the hybrid thin films is fixed at 20 wt%, and the EuL3 x 2H2O content is varied from 0.01 g to 0.07 g. FTIR and EA analysis confirms the chemical structure of the prepared EuL3 x 2H2O and poly(acrylic)/SiO2/EuL3 x 2H2O hybrid thin films. UV-Vis spectra and n&k analysis shows that the hybrid thin film has good transparency in visible light. The refractive index of hybrid thin films can be effectively controlled through the EuL3 x 2H2O content. The PL spectra shows that the strongest emission peak occurs at 615 nm and the emission intensity increases to the peak maximum at an EuL3 x 2H2O content of 0.05 g. Both TGA and PL analysis show that the prepared hybrid thin films from the crosslinked acrylic polymer moiety have much better film uniformity, thermal stability, and fluorescence properties. The TEM diagram shows that the MSMA/SiO2/EuL3 x 2H2O particles with a size 15-20 nm are well dispersed in the reaction solution. The SEM diagram shows that the particle distribution in the prepared hybrid thin films is uniform and no phase separation is observed. Finally, AFM analysis indicates that the prepared hybrid thin films have an excellent surface planarity.     

高模量、低热膨胀系数聚酰亚胺杂化薄膜的制备

通过在聚酰胺酸中加入正硅酸乙酯(TEOS)和硅烷偶联剂(KH550),制备了不同SiO2含量的PI/SiO2杂化薄膜.采用FTIR、TMA、SEM以及TGA分析了PI/SiO2杂化薄膜的性能和结构.结果表明,TEOS经水解缩合与聚酰亚胺(PI)形成了有机-无机杂化网络结构,SiO2均匀分散在聚酰亚胺基体中;SiO2和偶联剂的引入提高了杂化薄膜的热稳定性;随着SiO2含量的增加,PI/SiO2杂化薄膜的拉伸强度降低,但当SiO2含量达到20%时,弹性模量增大到3.4GPa.     

二氧化硅/ 聚酰亚胺纳米杂化薄膜室温及低温力学性能

利用溶胶-凝胶技术制备了不同SiO₂ 含量的二氧化硅/ 聚酰亚胺(SiO₂ / PI) 纳米杂化薄膜。采用红外光谱( IR) 和扫描电镜(SEM) 手段对该体系的分子结构和断裂形貌进行了表征, 研究了聚酰亚胺薄膜室温和低温(77K) 力学性能。结果表明: 室温和低温(77 K) 下, SiO₂ / PI 杂化薄膜的拉伸强度开始时均随SiO₂ 含量的增加而增加, 在含量为3 %时达到最大值, 低温下杂化薄膜的拉伸强度明显高于室温。室温下, 杂化薄膜的断裂伸长率在含量为3 %时达到最大值, 而低温(77 K) 下, 薄膜的断裂伸长率的变化没有呈现明显的规律性。      

载Ag改性桑枝韧皮纤维素/聚乙烯醇复合膜的制备及表征

采用流延法制备了载Ag改性桑枝韧皮纤维素/聚乙烯醇（Ag-T-CMC/PVA）复合膜,并利用XRD、SEM、DSC等分析测试方法研究了该复合膜的结构和性能。结果表明:随着Ag-T-CMC含量增加,Ag-T-CMC/PVA复合膜的力学性能、耐水性及抗菌性能均有提高。当Ag-T-CMC与PVA质量比为2%时,力学性能达到最佳,拉伸强度提高了3.4%。SEM分析表明:Ag-T-CMC均匀分散于Ag-T-CMC/PVA复合膜中,表现出良好的相容性;随着Ag-T-CMC含量的增加,断层逐渐变得光滑平面,在Ag-T-CMC与PVA质量比为2%时,断层最光滑。吸水性能测试表明:Ag-T-CMC能明显降低Ag-T-CMC/PVA复合膜的吸水性。抑菌性能测试表明:Ag-T-CMC/PVA复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有一定的抑菌效果,且随着Ag-T-CMC含量的增大,抑菌圈直径变大,抑菌效果增强。      

纳米纤维素晶体增强补强聚乙烯醇薄膜性能研究现状

目的 综述近几年有关将纳米填料纳米纤维素晶体(CNC)作为增强补强剂,提高聚乙烯醇(PVA)薄膜的物理性能方面的研究,以期为PVA薄膜材料的进一步开发和应用提供参考。方法 通过对相关文献进行收集与整理,阐述PVA/CNC复合薄膜的应用现状,介绍CNC的形貌特性、化学改性及成膜方式对改善PVA/CNC薄膜物理性能的研究现状,综述CNC分散性、交联剂和成膜条件对提高PVA/CNC复合薄膜物理性能的影响。结论 通过增加CNC在PVA基体中的分散性,针对不同用途选择对应的成膜方式,这样可有效改善PVA薄膜的力学性能、阻隔性能和耐水性等,提高PVA薄膜的使用价值。     

溶胶-凝胶法制备氧化硅-氧化铝共掺杂聚酰亚胺薄膜及其性能

采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化硅及氧化铝溶胶,将溶胶混合后掺入正在反应的聚酰胺酸中,制得聚酰亚胺/二氧化硅-氧化铝杂化薄膜。利用扫描电子显微镜对杂化薄膜的微观形貌进行了表征,并测试了无机组分含量不同的杂化薄膜的力学性能、热稳定性及介电性能。试验结果表明,杂化薄膜材料中无机相呈现纤维结构和颗粒结构,有效地提高了薄膜的力学性能。杂化薄膜与纯膜相比,热分解温度有较大提高,且随着无机组分含量增大,热分解温度呈现先上升后下降的趋势。介电性能分析表明,杂化薄膜的介电常数和介电损耗与频率的关系符合德拜松弛极化机理。     

纳米纤维素晶体和柠檬酸改性聚乙烯醇薄膜的制备及性能

以球形纳米纤维素晶体(NCC)作增强相、柠檬酸作交联剂对聚乙烯醇(PVA)进行改性,制备了PVA/NCC纳米复合薄膜和柠檬酸交联PVA/NCC纳米复合薄膜。通过热重分析、差热分析、吸水实验和拉伸实验考察了NCC的添加和柠檬酸的交联对薄膜热性能、耐水性和力学性能的影响。结果表明,与纯PVA薄膜相比,改性PVA薄膜的起始分解温度升高、熔融/结晶峰向高温方向移动、吸水率降低;只用NCC或柠檬酸对PVA改性时,所得PVA/NCC纳米复合薄膜、柠檬酸交联PVA薄膜的力学性能均对环境湿度敏感;同时用NCC(m(NCC)/m(PVA)=6/100)和柠檬酸(m(柠檬酸)/m(PVA)=3/100或m(柠檬酸)/m(PVA)=4.5/100)对PVA改性时,所得柠檬酸交联PVA/NCC纳米复合薄膜的力学性能不随环境湿度变化。