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。     

纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极的制备

目的以纳米纤维素/碳纤维复合膜为导电基底,制备纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管超级电容器电极。方法利用超声处理和真空抽滤制备纳米纤维素/碳纤维复合膜;利用原位聚合法制备聚苯胺和聚苯胺/碳纳米管复合材料;通过真空抽滤法制备纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺电极和纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极。结果在纳米纤维素/碳纤维复合膜中,碳纤维形成了互穿导电网络结构,是良好的超级电容器电极导电基体;纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极具有良好的电化学性能,在扫描速率为5 mV/s的条件下,质量比电容为380.74 F/g,且在1000次循环测试后,电容保留率为88.05%。结论以纳米纤维素/碳纤维导电复合膜作为基体制备的纳米纤维素/碳纤维-聚苯胺/碳纳米管电极具有良好的电化学性能,可以作为超级电容器电极。     

椰叶纳米纤维素及高强度透明膜的制备与表征

目的以农业废弃物——椰子凋落叶为研究对象,提取纳米纤维素,并用其制备高强度透明薄膜。方法采用傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD),对经酸碱处理和研磨超声提取的纳米纤维素分析表征。采用扫描电镜(SEM)、UV-紫外分光光度计和万能力学实验机,对真空抽滤的薄膜的微观形貌、透光度和力学性能进行表征。结果纳米纤维素被完整地从椰子凋落叶中提取出来,结晶度达到56%。用其制备薄膜,弹性模量达到3.3 GPa,拉伸强度达到126.4 MPa,透光度达到88%。结论椰子凋落叶可作为纳米纤维素的提取对象,并可用于制备高强度透明薄膜及其他功能型包装材料。     

超声法制备壳聚糖/β-CD／纳米TiO2三元复合膜及其性能研究

采用水解与均匀沉淀法相结合,制备了锐钛型纳米TiO2粉末,并用十二烷基硫酸钠(SDS)对其进行了改性.以壳聚糖、β-环状糊精(β-CD)、SDS改性的纳米TiO2为成膜材料,用超声法及流延法制得分散较均匀的纳米复合膜,用UV,XRD,SEM等表征其结构.试验结果表明,其透光率和溶胀率随TiO2质量分数的增大而逐渐下降.当纳米TiO2在复合膜中的质量分数为2%时,复合膜具有良好的抗张强度和抗茵性能.     

三种方法制备铜基碳纳米管复合膜及其除砷性能对比

采用磁控溅射、真空蒸镀和真空抽滤3种方法制备了铜基碳纳米管复合膜。运用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对不同复合膜的形貌和表面化学性质进行表征,分析复合膜的结构对其除As效率的影响。通过实验探究3种方法制备的不同复合膜对As(III)的去除效率以及不同碳纳米管和天然有机质对复合膜除As效率的影响。结果表明,磁控溅射镀铜的MWCNT-OH和MWCNT-COOH复合膜以及真空抽滤制备的MWCNT-OH复合膜对水中As(Ⅲ)的去除效率最高,均能达到90%左右,但水中天然有机质的存在会抑制磁控溅射镀铜膜对As(Ⅲ)的去除。     

多功能GO/g-C3N4/Ag复合膜的制备及性能研究

采用真空辅助抽滤的方法制备了自支撑的氧化石墨烯复合膜,对其形态和结构进行表征,并以R6G溶液为目标污染物,考察了复合膜的水通量、R6G(罗丹明6G)截留率、SERS(表面增强拉曼光谱)检测性能及光催化降解性能.结果表明,g-C_3N_4(石墨相氮化碳)和Ag纳米颗粒成功嵌入GO片层之间,制备出GO/g-C_3N_4/Ag复合膜,膜厚度约为4.2μm,水通量为230.64 L/(m~2·h·MPa),R6G截留率达到91.27%;复合膜通过SERS技术能实现对R6G的快速、高灵敏度检测,检测浓度可低至10 nmol/L;复合膜光催化降解性能良好,可见光下反应2 h后R6G降解率可达97.05%.GO/g-C_3N_4/Ag复合膜具有吸附分离、SERS检测及光催化降解等多种功能,改善了GO膜的渗透通量低、不可重复利用等问题,可用于水中有机污染物的检测及降解.     

聚乙烯醇/纳米纤维素/聚乙烯醇的层层自组装及表征

采用基于氢键驱动力的层层(LBL)自组装技术制备聚乙烯醇(PVA)/纳米纤维素(NCC)/聚乙烯醇复合膜。通过衰减全反射红外(ATR-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析,验证了该复合膜中NCC和PVA的单相分布情况,NCC晶格定向排列状态,以及NCC作为夹层的结构,并提出了机理假设论证了该结构复合膜的形成过程;通过拉伸强度、透光率和热稳定性测量,表明LBL自组装制备的PVA/NCC/PVA复合膜具有高的拉伸强度、高的透光率和较高的热稳定性,其中拉伸强度较PVA膜提高了46.1%,透光率提高了5.44%,热分解温度提高了13.2℃,表明该法制备的PVA/NCC/PVA复合膜是一种良好的功能性薄膜。     

生物质聚酰胺材料的增强改性研究

采用熔融缩聚的方法合成生物质聚酰胺(BDI),以氧化石墨烯(GO)和凹凸棒土(ATGO)为增强剂,通过静电纺丝制备了聚酰胺/氧化石墨烯(BDI/GO复合膜)、聚酰胺/凹凸棒土复合膜(BDI/AT复合膜)。采用黏度测试、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG)、红外测试(FT-IR)、X射线(XRD)等测试方法对纤维膜的结构性能进行了分析比较研究。研究结果表明,在GO用量为0.5%制得的BDI/GO复合膜,具有形貌良好的纤维,最大失重温度达到447.9℃,热稳定性比纯BDI得到提高,但不明显,弹性模量达到6.48MPa,是纯BDI纤维膜0.14MPa的60倍左右,拉伸强度达到1.77MPa,是纯BDI纤维膜0.56MPa的4倍左右;在AT用量为5%制得的BDI/AT复合膜,具有形貌良好的纤维,最大失重温度达到447.7℃,热稳定性有所提高,但不明显,弹性模量达到0.52MPa是纯BDI纤维膜0.14MPa的8倍左右,拉伸强度达到1.88MPa是纯BDI纤维膜0.56MPa的4倍左右。     

溶胶-凝胶法制备H-PVA/TiO2复合膜及其可见光催化活性

结合溶胶-凝胶和热处理技术制得具有可见光催化活性的热处理聚乙烯醇/二氧化钛(H-PVA/TiO2)复合膜。X射线衍射(XRD)图谱表明,复合膜中的TiO2为锐钛矿型,PVA为无定型态;扫描电镜(SEM)图像显示,热处理后复合膜表面微裂纹增多。以罗丹明B为目标污染物,研究了H-PVA/TiO2复合膜的可见光催化性能,结果表明,与TiO2相比,H-PVA/TiO2复合膜可见光催化活性显著提高,在H-PVA/TiO2复合膜作用下,经过6h可见光辐照,罗丹明B的脱色率可达到89%,而同样光照条件下,以TiO2为光催化剂时,罗丹明B的脱色率仅为42%。     

纳米纤维素/壳聚糖复合膜的制备和性能

目的获得力学性能和阻隔性能优异的食品包装用壳聚糖膜。方法通过超声法由糠醛渣纤维素制备纳米纤维素(NCC),将其与壳聚糖(CS)共混流延制备纳米纤维素/壳聚糖复合膜(NCC-CS)。结果复合膜中NCC质量分数为5%时,NCC-CS的拉伸强度比纯CS膜提高了30%,NCC-CS的透湿量比纯CS膜降低了24%。SEM分析结果表明NCC-CS复合膜微观结构致密。FT-IR和XRD的分析结果表明CS与NCC间存在着较强的相互作用。结论 NCC的加入对CS膜的力学性能和阻隔性能的提高有促进作用。     

可食性干酪包装膜的制备及性能研究

目的研究酪蛋白酸钠、壳聚糖、甘油添加量对可食膜性能的影响。方法以酪蛋白酸钠和壳聚糖为原料,甘油作为增塑剂,制备可食性干酪包装膜,以膜的水溶性及力学性能为指标,通过单因素及正交试验,确定各成膜成分的最佳配比。结果当用质量分数为5%的酪蛋白酸钠水溶液、质量分数为2%的壳聚糖冰乙酸溶液和质量分数为2%的甘油混合液进行成膜,所得可食膜的综合性能较优,其水溶性为35.8%,断裂伸长率为75.4%,拉伸强度为10.58 MPa,弹性模量为13.47 MPa。结论随着酪蛋白酸钠含量的增加,膜的水溶性变化不大,膜的断裂伸长率先增大后减小,拉伸强度和弹性模量均随之增大;随着壳聚糖含量的增加,膜的水溶性逐渐下降,膜的断裂伸长率、拉伸强度、弹性模量均随之增大;随着甘油含量的增加,膜的水溶性逐渐减小,膜的断裂伸长率逐渐增大,拉伸强度和弹性模量逐渐减小。     

Transparent and flexible cellulose nanofibers/silver nanowires/acrylic resin composite electrode

In this study, we report a novel, eco-friendly and simple method to fabricate cellulose nanofibers (CNFs)/silver nanowires (AgNWs)/acrylic resin (AR) composite electrode. CNFs with average diameter of 15 nm were disintegrated only by one time-pass grinding. Aqueous dispersion of AgNWs was embedded onto the surface of CNFs film by simple vacuum filtration. The final composite electrode was obtained by impregnating CNFs/AgNWs film to AR with the assist of adhesive tape. This electrode with AgNWs density of 134 mg/m² showed low sheet resistance (4 Ω/sq), and high light transmittance (85%) which was 6% lower than that of neat AR. The coefficient of thermal expansion of the composite electrode was as low as 25.32 ppm K⁻¹. The tensile strength and Young’s modulus of CNFs/AgNWs/AR composite film were 35.71 MPa and 1.63 GPa, which were about 8 and 5.8 times larger than neat AR film, respectively.     

石墨烯/低密度聚乙烯复合膜的制备及性能

目的以石墨烯/低密度聚乙烯(LDPE)复合包装材料为研究对象,讨论石墨烯、石墨烯微片对低密度聚乙烯薄膜力学性能、颜色、透光率及透氧率的影响。方法使用熔融共混方法制备不同石墨烯质量分数的石墨烯/LDPE复合材料,检测并比较其性能变化。结果石墨烯以及石墨烯微片的加入,使LDPE薄膜的弹性模量提高了9%~50%,横纵向拉伸强度提高了2%~30%,透光率降低了10%~60%,透氧率提高了10%~15%。结论由于石墨烯比表面积大、刚性高,对LDPE材料的拉伸强度、弹性模量等力学性能有明显改善,同时可提高薄膜透氧率,加深LDPE材料的颜色,降低薄膜透光率。     

基于生物炭增强的竹纤维/玉米醇溶蛋白复合膜的拉伸性能

为改善玉米醇溶蛋白(Zein)的拉伸性能,本文以竹粉为原料制备生物炭,以球磨后的生物炭(0.536 μm)、竹纤维(2.157 μm)为增强相,以Zein为连续相,利用溶液浇注法制备复合膜材料,并对复合膜材料的基本特性与拉伸性能进行了研究。结果表明,生物炭与竹纤维加入没有改变Zein的晶面结构,提高了Zein的无序性,降低了Zein的脆性,提高了Zein的韧性。生物炭的加入降低了竹纤维/Zein复合膜的亲水性,降低了竹纤维/Zein复合膜的热稳定性,改善了竹纤维/Zein复合膜的拉伸性能。相比而言,添加0.2 g竹纤维、0.1 g生物炭的Zein复合膜材料的拉伸性能最佳,其拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率分别为0.24 MPa、4.17 MPa、327.27%。本文制备的复合膜材料具有较好的拉伸性能,在包装膜材料领域具有一定的应用潜力。      

新型醇醚羧酸盐对PPCP/PBAT复合膜的增塑效果研究

目的 比较不同质量分数新型绿色增塑剂醇醚羧酸盐(PPEC)对PPCP/PBAT复合膜的增塑效果。方法 采用实验室自制的PPEC，以PPCP与PBAT为基体材料，经双螺杆造粒后吹膜制备出PPCP/PBAT/PPEC复合膜，并对其进行微观形貌、热性能、光学性能、力学性能等多方面的表征。结果 复合膜截面由明显的海岛形貌与相分离界面逐渐变得光滑平整，红外图证明了PPCP与PBAT的存在，且伴随着游离态羟基向结成氢键的转变。复合膜的玻璃化转变温度逐渐降低，透光率呈上升趋势且雾度呈下降趋势，但变化幅度均不大，PPEC有效提高了PPCP与PBAT的界面相容性。复合膜断裂伸长率达到了520%，弹性模量降低到618 MPa，屈服强度降低到4.83 MPa。结论 PPCP/PBAT/PPEC复合膜具有良好的增塑效果，且PPEC的最佳掺量为2.0%。     

纤维素/琼脂糖复合膜的制备、表征及其形状记忆性能研究

近年来,形状记忆材料因其刺激响应性在纺织、航空航天、生物医疗等领域备受关注。在此,采用碱/尿素水溶液作为共溶剂,环氧氯丙烷作为交联剂,制备出具有水、热刺激形状记忆性能的纤维素/琼脂糖复合膜。该膜显示出良好的透明度和力学性能,透光率超过90%,干强和湿强可达132和5.4 MPa。同时,该膜在水刺激下的固定率(R_f)和回复率(R_r)分别达95%和84%以上,热刺激下的R_f和R_r分别达58%和85%以上,表现出较好的形状记忆效果。机理分析表明:氢键的断裂和形成导致复合膜具有水刺激形状记忆行为,琼脂糖结晶的破坏与形成是复合膜具有热刺激形状记忆行为的关键。     

氧化石墨烯/聚酰亚胺复合薄膜的制备及阻水性能

以石墨粉为原料,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯（GO）,采用原位聚合法制备GO/聚酰亚胺酸（PAA）前驱体,GO/PAA前驱体经高温固化处理后得到GO/聚酰亚胺（PI）复合薄膜;采用XRD、Raman、FTIR、AFM等表征手段对GO的结构进行表征;此外,研究了不同固化温度下PI薄膜的结构;最后测试了GO/PI复合薄膜的透湿率和力学性能。结果表明:GO为单层结构,厚度为1.26 nm。GO/PI复合薄膜表现出良好的阻水性能,当GO/PI复合薄膜中GO的添加量为0.025wt%、薄膜厚度为50 μm时,GO/PI复合薄膜的透湿率低至56.7 g（m2·d）-1。此外,0.025wt% GO/PI复合薄膜拉伸强度和断裂伸长率分别为150.8 MPa和13.5%,与PI薄膜（分别为126.9 MPa和8.1%）相比,分别增加了18.8%和66.7%。      

羧甲基纤维素增强膜的制备及性能

目的为了获得一种可用于食品包装的羧甲基纤维素增强膜。方法以羧甲基纤维素(CMC)为成膜基底,甘油为增塑剂,分别将质量分数为1%,3%,5%和10%的纳米纤维素(NCC)添加到CMC中,共混流延制备羧甲基纤维素增强膜(CMC-NCC)。结果 NCC的加入,提高了CMC的力学性能和对水蒸气的阻隔性能,还提高了CMC的热性能。FT-IR分析结果表明,CMC与NCC两者间形成了分子间氢键;XRD分析结果表明,NCC可以改变CMC的结晶排列。当添加质量分数为5%的NCC时,CMC-NCC的拉伸强度比纯CMC膜提高了25.6%,断裂伸长率降低了21.3%,透湿量降低了9%,热稳定性提高了2%,透光率维持在87%以上。结论 CMC增强膜具有力学性能高、阻湿性能好等优点,NCC提高了CMC的成膜品质。