热处理蔗渣纤维素/PVA复合膜的制备及性能研究

为提高纯蔗渣纤维素膜的包装性能,通过热处理和氢键作用制备性能优良的蔗渣纤维素/聚乙烯醇(PVA)复合膜。对复合膜的结构、力学性能、阻隔性、耐水性等进行综合表征分析。结果表明,经过170℃热处理后,含4%PVA的蔗渣纤维素复合膜的综合性能最佳。由于纤维素与PVA之间氢键以及热处理后醚键的共同作用,复合膜拉伸强度与断裂伸长率分别达到了52.83 MPa和26.32%,相比纯纤维素膜分别提高了约33%和500%。PVA的引入使得复合膜的氧气透过率[0.75×10^-14 cm³·cm/(cm²·s·Pa)]相比纯纤维素膜[3.6×10^-14 cm³·cm/(cm²·s·Pa)]降低了5倍。此外,复合膜的力学性能与透氧性能对高湿度的敏感性较低,表明其有良好的耐水性。综合分析表明,复合膜在食品包装材料方面,具有潜在的应用前景。     

再生纤维素/聚乙烯醇/壳聚糖/二氧化钛抗菌复合膜的制备及性能

以微晶纤维素(MCC)和聚乙烯醇(PVA)为原料,1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)为溶剂,通过MCC溶解再生与PVA共混制备再生纤维素(RGC)/PVA基膜,并利用壳聚糖(CS)和纳米二氧化钛(TiO₂)共混液包覆方法制备RGC/PVA/CS/TiO₂抗菌复合膜。通过FT-IR、XRD和SEM对复合膜的形貌和结构进行表征,并对复合膜的热学、力学、光学、阻隔和抑菌等性能进行测试分析。研究结果表明：壳聚糖和二氧化钛成功复合于纤维素基膜,RGC/PVA/CS/TiO₂复合膜的热分解主要由CS-TiO₂包覆层和RGC/PVA基膜的分解构成。与再生纤维素(RGC)膜相比,当TiO₂质量分数为0.2%时,RGC/PVA/CS/TiO₂复合膜的拉伸强度提升了39.28%,断裂伸长率提升了51.66%,透光率保持在88.72%,氧气透过率下降了47.77%,且对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆菌具有良好的抑制作用。     

SA/PVA可降解复合塑料膜的制备与性能研究

对木薯原淀粉进行乙酰化改性,合成低酯化度的木薯淀粉醋酸酯(SA);经增塑、交联后与聚乙烯醇(PVA)合成可降解的SA/PVA复合塑料膜,重点研究了PVA、甘油、乙二醛的用量及SA的酯化度对复合膜力学性能的影响,并对复合膜性能进行了表征。结果表明:在PVA质量分数为40%,甘油质量分数为14%,乙二醛质量分数为4%时,可以得到力学性能较好的复合塑料膜;与原淀粉/PVA复合膜相比,复合膜致密性提高,玻璃化转变温度降低,结晶度下降,表现出更好的力学性能。     

聚乙烯醇/凹凸棒黏土纳米复合膜的制备及其性能

以聚乙烯醇(PVA)和提纯凹凸棒黏土(APT)为原料,采用溶液流延成膜法,制备了系列不同APT含量的PVA/APT纳米复合膜。采用XRD、FTIR和SEM对复合膜的结构进行了表征,测试了复合膜的热性能、力学性能和耐水性能。结果表明,APT可均匀分散在PVA基体中,APT的加入使得PVA的结晶度有所下降但并未改变其晶型。APT与PVA通过氢键作用,改善了复合膜的热稳定性、力学性能和耐水性。当APT含量为4%时,纳米复合膜有最优的性能。     

PVA/木醋液/PVA复合膜的制备和表征

制备了5种聚乙烯醇(PVA)/木醋液/PVA复合膜,并分别对其力学性能和透光率进行表征。研究结果表明PVA/贮藏桶上部白桦精制木醋液/PVA复合膜的平均厚度较小(0.67 mm);PVA/贮藏桶上部白桦精制木醋液/PVA复合膜的拉伸强度较大(82.47 Mpa);PVA/贮藏桶上部白桦精制木醋液/PVA复合膜的断裂伸长率较小(17.5%)。PVA/贮藏桶上部白桦精制木醋液/PVA复合膜的透光率较好。PVA/木醋液/PVA复合膜在木醋液抑菌膜领域具有开发价值。     

BC/PVA/PEG增强型复合水凝胶的制备及其表征

通过反复冷冻—溶融法制备了细菌纤维素/聚乙烯醇/聚乙二醇(BC/PVA/PEG)复合水凝胶,并采用扫描电镜、红外光谱、X-射线衍射和拉力测试等手段对水凝胶的结构和性能进行表征。拉伸力学性能测试结果表明,随着PEG的加入,水凝胶的力学性能得到显著增强。     

冷冻处理凹凸棒黏土对PVA/APT纳米复合膜性能的影响

以聚乙烯醇(PVA)和经过不同时间冷冻处理的凹凸棒黏土(APT)为原料,采用溶液-流延成膜法,制备了PVA/APT纳米复合膜,通过红外光谱、XRD和SEM对纳米复合膜的结构和形貌进行了表征,并对复合膜的力学性能及耐水性能进行了测试.结果表明,与未冷冻处理APT相比,经冷冻处理后APT的棒晶可以更好的分散在PVA基体中,纳米复合膜的力学性能和耐水性有明显提高.其中,以冷冻处理16 h APT制备的纳米复合膜性能最优,其拉伸强度、断裂延伸率和耐水性分别提高了17.4％、25.4％和19.2％.     

聚乳酸基纳米纤维素/石墨烯导电复合膜的制备与表征

利用真空抽滤方法,制备了纳米纤维素/石墨烯导电膜,将其嵌在聚乳酸表面得到聚乳酸基纳米纤维素/石墨烯导电复合膜。傅里叶红外(FT-IR)表征结果表明石墨烯与纳米纤维素之间存在一定的相互作用;当纳米纤维素与石墨烯质量比为1:2时,导电复合膜的电导率为12 S·cm-1,抗张强度达到13.62 MPa,水接触角为80.6°。热重分析(TGA)表征结果表明导电复合膜有良好的热稳定性,300℃时不同质量比的导电复合膜的失重量低于10%,相比纳米纤维素,在相同温度下失重量减少了20%。以聚乳酸材料为基体的导电复合膜,其抗张强度比未被嵌聚乳酸基体的纳米纤维素/石墨烯导电膜提高15~23倍,将聚乳酸基纳米纤维素/石墨烯导电复合膜埋在土壤中5周后,质量损失了3.7%。聚乳酸材料优异的力学性能和可降解性,扩展了纳米纤维素/石墨烯导电复合膜的应用范围。制备的导电复合膜在柔性导电材料领域有潜在的应用前景。     

PVA/CNF@CuS近红外隔热膜的制备及性能

将具有近红外吸收能力的硫化铜(CuS)负载在具有高强度的纳米纤维素(CNF)上，得到CNF@CuS复合物，然后将CNF@CuS添加到聚乙烯醇(PVA)基体中，制备高强度和良好隔热性能于一体的PVA/CNF@CuS近红外隔热膜。通过扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、紫外-可见光谱仪、拉伸性能测试及隔热性能测试等对其进行结构表征及性能测试。结果表明：CNF@CuS与PVA基体具有良好的界面相容性，CNF@CuS与PVA的质量比为2∶100时，复合膜的拉伸强度由纯PVA的34.5 MPa增加到72.9 MPa,同时复合膜可以透过大部分可见光并对近红外光具有良好的屏蔽效果，且具有良好的隔热性能。     

GN-PVA/PVA复合膜材料的制备及性能测试

通过水合肼在还原氧化石墨烯(GO)的同时将聚乙烯醇(PVA)接枝到石墨烯(GN)表面得到GN-PVA复合物,采用红外光谱(IR)、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段对其结构进行表征。以PVA为基质、甘油为塑化剂,添加一定量的GN-PVA复合物,采用流延法制备塑化聚乙烯醇复合膜材料(GN-PVA/PVA),并对其进行表征和性能测试。结果表明,复合膜与聚乙烯醇具有良好的相容性,添加GN-PVA复合物可以提高复合膜的力学强度和导电性;同时降低水蒸气透过率,阻水性能变得更好,能够应用于防水材料等领域;紫外测试结果表明,复合膜材料对紫外光具有很好的屏蔽作用。     

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%。     

木质素/PVA复合膜的结构和性能研究

以可再生资源木质素磺酸钙(木钙)和聚乙烯醇(PVA)为基料,制备力学强度及耐水性能良好的木质素/PVA复合膜,并采用FT-IR、DSC和SEM对膜的结构进行表征。结果表明,当原料配比为木钙7g、PVA14g、交联助剂10g、尿素7g、硼砂2.5g时,可以得到综合性能优良的木质素/PVA复合膜;体系中的木质素磺酸钙和PVA有较好的相容性,膜表面均匀光滑。木质素/PVA复合膜有望成为一种新型农业地膜材料。     

聚二甲基硅氧烷/纳米纤维素复合膜的制备及性能分析

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为填充相,纳米纤维素(CNF)为纳米支撑骨架,通过浸渍法将PDMS引入CNF中,制得PDMS/CNF复合膜,并对复合膜的化学组分、晶型结构、形貌特征及力学性能进行表征分析。XRD与FT-IR表征结果表明,复合前后样品的晶形结构(CNF)与化学组分并未发生变化。微观形态表征结果可清晰观察到CNF以三维纳米网络形态嵌于PDMS基材中,其中CNF直径约30～50 nm。力学测试结果表明,与传统混合法相比,浸渍法能够通过浸渍浓度的调整,提高CNF在PDMS中的分散浓度,以进一步提高其力学性能。     

抗紫外线聚乙烯醇/磷酸钛钠复合膜的制备与性能研究

采用溶液共混-浸渍提拉法制备出聚乙烯醇/磷酸钛钠(PVA/NaTi2(PO4)3)复合膜。利用紫外-可见分光光度计(UV-VIS)、热重分析仪(TG)对复合膜进行分析,并对其人工加速老化性能、力学性能、水蒸气透过性和耐水性能进行测试。结果表明:PVA/NaTi2(PO4)3复合膜具有一定的抗紫外线功能,老化后薄膜的力学性能保持良好。PVA/NaTi2(PO4)3复合膜的热稳定性、保湿性和耐水性与纯PVA薄膜相比均有所提高。     

PHBV/PVA复合膜的制备及其性能研究

采用静电纺方法制备聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物(PHBV)纤维膜材料,通过调节纺丝液中无水乙醇的含量制备出形态均匀的PHBV静电纺纤维膜。用浇铸法将聚乙烯醇(PVA)涂敷在PHBV静电纺纤维膜上,制备PHBV/PVA复合膜,通过调节PVA的浓度及涂覆量,研究复合膜配比对其力学性能及过滤性能的影响。结果表明,当PVA浓度为8%,PHBV/PVA体积比为2/3时,得到最佳性能的PHBV/PVA复合膜,水通量达到996 L/(m2.h),截留率为86%。     

聚乙烯醇-微晶纤维素-六方氮化硼复合膜制备及性能

菠萝叶通过预酸浸、碱煮,后酸解制备得到微晶纤维素(MCC),探讨了硫酸质量分数、酸解温度和时间对反应的影响,结果表明制备MCC最佳条件为硫酸质量分数64%、酸解温度45 ℃、酸解时间90 min。利用六方氮化硼(h-BN)对MCC进行处理,制备得到h-BN-MCC复合粉体。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热失重(TG)分析对所得MCC进行表征。结果表明：红外光谱图的特征峰与参考文献一致,当温度升高至700 ℃时质量损失率为97%,制得的菠萝叶MCC长度为几到二十几微米不等,直径为2~3 μm。后将复合粉体分散于聚乙烯醇(PVA)制备h-BN-MCC-PVA复合膜。利用万能拉力机、接触角测试等方法对上述产物进行表征。结果分析表明：MCC能够很好地辅助h-BN与PVA复合,使h-BN-MCC-PVA复合膜的力学性能得到改善,拉伸强度和断裂伸长率最大能够分别增加15.1%和122.0%,并且增强了薄膜疏水性,将接触角从34.91°提高至52.28°。     

环氧化天然橡胶基半互穿网络复合膜的制备及性能分析

以马来酸酐(MAH)为交联剂,制备了环氧化天然橡胶(ENR)和聚乙烯醇(PVA)为互穿组分的半互穿网络复合膜(Semi-IPN ENR/PVA),通过红外光谱和电子万能材料试验机等,研究了半互穿网络复合膜力学性能。结果表明,ENR与PVA形成了一种半互穿交联形态结构的复合膜。Semi-IPN ENR/PVA的力学性能均比交联前增强,其中交联后断裂伸长率和撕裂强度均随着MAH含量的增加而逐步下降,而硬度则没有随着MAH含量的增加发生明显变化。     

纳米纤维素晶须-壳聚糖/聚乙烯醇复合膜性能与细胞相容性

以椰壳纤维为原料,制备了纳米纤维素晶须,用硅烷偶联剂对纳米纤维素晶须进行改性,将改性后纳米纤维素晶须与壳聚糖、聚乙烯醇共混,采用溶液浇铸法制备了改性纳米纤维素晶须-壳聚糖/聚乙烯醇复合膜。采用FTIR、DSC、TG、XRD和SEM对改性纳米纤维素晶须-壳聚糖/聚乙烯醇复合膜的结构、热性能、结晶行为和形貌进行表征与分析,对复合膜的力学性能和水接触角进行测试,将成纤维细胞L929接种到复合膜上,对其进行细胞相容性实验。结果表明,添加改性纤维素晶须,能够使壳聚糖/聚乙烯醇复合膜的热性能、结晶行为和力学性能提高,成纤维细胞在复合膜上具有较好的黏附和生长,制备的纳米纤维素晶须-壳聚糖/聚乙烯醇复合膜具有良好的综合性能和细胞相容性。     

酸处理凹凸棒黏土对PVA/APT纳米复合膜理化性能的影响

在固体与液体质量比(简称固液比,下同)为1∶10时,将凹凸棒黏土(APT)分别采用体积分数1%盐酸、H2 SO4、H3 PO4、HClO4和H4 P2 O7溶液进行处理。以聚乙烯醇(PVA)和各种酸处理APT为原料,采用溶液-流延成膜法,制备了系列PVA/APT纳米复合膜。采用FTIR、SEM和XRD对PVA/APT纳米复合膜的结构进行了表征,测试了PVA/APT纳米复合膜的力学性能和耐水性能。结果表明,酸处理能溶出APT孔道中的杂质和碳酸盐,提高棒晶束的分散程度,因而APT可均匀分散在PVA基体中。与APT原土相比,酸处理APT明显改善了纳米复合膜的力学性能和耐水性能。其中,以HClO4处理APT时纳米复合膜的性能最优,拉伸强度及断裂延伸率分别提高了29.3%和74.9%,耐水性提高了32.2%。     

纳米TiO_2对PVA/St复合膜性能的影响

为改善聚乙烯醇/淀粉(PVA/St)复合膜的力学性能、阻隔性能和降解性能,通过溶液浇铸法制备纳米二氧化钛改性的PVA/St复合膜(PVA/St/TiO_2),探究Ti O_2含量对PVA/St/TiO_2复合膜力学性能、水接触角、阻隔性和降解率的影响。结果表明:PVA/St/TiO_2复合膜制备成功,当TiO_2颗粒含量为1%,PVA/St/TiO_2复合膜综合性能较优。相比PVA/St复合膜,PVA/St/TiO_2(1%)的拉伸强度高达31.2 MPa,提高39.3%。PVA/St/TiO_2(1%)的水接触为110°,具有疏水性。PVA/St/TiO_2(1%)对水蒸气和氧气的透过率分别为3.2 g/(cm·s·Pa)和203 cm3/(cm2·d·0.1 MPa)。PVA/St/TiO_2(1%)经过120 d的降解率约为63%,与PVA/St复合膜相比提高14.5%。