聚乳酸改性与应用研究综述

聚乳酸(PLA)是一种完全可降解的高分子材料,且具有良好的力学性能,应用前景广阔;但传统聚乳酸的耐热性、韧性较差,阻隔性也有一定局限.因此,需要对其进行物理、化学改性才能满足应用环境的要求.对乳酸单体的制备以及聚乳酸的合成方法进行了介绍;对聚乳酸的基本性质、阻隔性能、降解性能,以及在包装行业、农业生产、医疗行业中的应用等进行了综述;对聚乳酸的改性方法和改性效果进行了分析.最后对聚乳酸的研究方向和应用前景进行了展望.     

改性聚乳酸的性能特点及其在果蔬保鲜中的应用

目的 介绍改性聚乳酸在果蔬保鲜包装中的研究现状,对其未来在果蔬保鲜包装领域的发展方向进行展望,为改性聚乳酸材料的研发和应用提供参考.方法 阐述聚乳酸物理改性和化学改性的方法、改性聚乳酸的性能特点及其在果蔬保鲜领域的应用,总结近几年聚乳酸复合包装薄膜在果蔬保鲜包装上的研究进展.结果 聚乳酸经过改性,性能得到了极大的改善,制备的聚乳酸复合薄膜可以有效延缓果蔬衰老,保持果蔬的品质,延长贮藏期.结论 由于聚乳酸具有可生物降解的特性,在未来绿色包装领域具有非常大的应用潜力,对改性聚乳酸还需要进行安全高效、创新环保方面的深入研究.     

改性二氧化硅对SiO2/PLA复合膜性能的影响

目的研究改性二氧化硅对聚乳酸力学性能、氧气透过性能和水蒸气透过性能的影响。方法选择粒径为50nm的工业级二氧化硅为添加剂,使用KH570硅烷偶联剂对其进行改性,然后通过溶液浇铸法将改性后的二氧化硅与聚乳酸共混制备成膜。测试分析拉伸性能、透氧性能和透水蒸气性能,表征复合膜的力学性和阻隔性能。结果与纯PLA膜相比,改性复合膜的拉伸强度和弹性模量分别提高了18.65%和19.91%;玻璃化转变温度比纯PLA膜高11℃左右,热稳定性得到增强。与纯PLA膜相比,改性复合膜的氧气透过系数和水蒸气透过系数分别降低了29.89%和43.76%,阻隔性明显提高。结论经KH570硅烷偶联剂改性的二氧化硅对聚乳酸材料性能的增强效果更佳,为聚乳酸材料在包装领域的应用提供了依据。     

3维打印用聚乳酸材料的改性研究进展

聚乳酸材料具有环保可生物降解性的优点,故其经常作为3维(3D)打印的原材料使用,然而其自身的脆性大、玻璃化温度低和热稳定性差等缺点,限制了该类材料的进一步应用和推广。所以对聚乳酸进行改性研究,改善它的力学性能或者耐热性能,从而扩大其在3D打印领域的应用具有很重要的研究意义。综述了聚乳酸材料的改性方法以及相关研究进展,主要从物理改性和化学改性等两类改性方法来分析聚乳酸改性的研究现状,总结分析了两类改性方法面临的问题并展望其前景,还对改性后的聚乳酸材料的应用进展进行总结与展望。     

石墨烯/聚乳酸复合材料的制备与性能研究

目的制备具有优异阻隔性能及热稳定性的聚乳酸薄膜材料。方法在聚乳酸中添加石墨烯对其进行改性。首先采用改进的Hummers法将鳞片状石墨制备成氧化石墨烯,继而采用热剥离法将氧化石墨烯还原剥离为石墨烯,然后以聚乳酸为基材,还原后的石墨烯为增强相,采用流延法制备石墨烯/聚乳酸复合薄膜,并测试了其结构、热稳定性以及阻隔性能。结果红外分析表明,石墨被强氧化剂氧化后形成了以C—OH,—COOH,C—O—C和C=O等官能团形式存在的石墨层间化合物,还原后获得的石墨烯剥离充分;石墨烯/聚乳酸复合薄膜的热稳定性能和阻隔性能随石墨烯含量的增加而逐渐增强。结论在试验参数范围内,石墨烯/聚乳酸复合薄膜的热稳定性和阻隔性能优于聚乳酸薄膜。     

包装用聚乳酸的改性研究进展

目的 根据生物降解材料聚乳酸（PLA）的生产、性能和改性方法探索其在包装领域的应用,为后续的改性研究提出可能的应用方向。方法 介绍PLA的原料、生产方法、生产现状及在包装领域的应用现状,分析包装对PLA的降解性、阻隔性、力学性能、光学性能、热性能、抗菌性能、导电性和压电性等方面的要求和相关改性方法的研究进展。结果 PLA材料在包装领域有很好的应用前景,但在韧性、抗菌性、导电性等方面还不够完善,当应用于对这些性能有较高要求的运输包装、抗菌包装和智能包装时需进一步改进。结论 在保留PLA透明、可降解的优势性能前提下,还可以进一步提高其可控制降解、韧性、耐热性、阻隔性、导电性等,并降低生产成本,使之在包装领域的应用更广泛。     

PLA、PGA及其共聚物在包装领域应用研究进展

目的 综述聚乳酸(PLA)、聚乙交酯(PGA)、聚乙丙交酯(PLGA)及其改性材料在包装领域的研究进展,对改性材料及制备工艺进行展望,为PLA、PGA以及PLGA的改性与制备提供参考。方法 简介PLA、PGA以及PLGA的制备方法、基本性能,并总结近几年改性材料的种类及其制备工艺。结果 对PLA、PGA以及PLGA进行改性,再通过溶液铸膜、吹塑制膜等工艺制备薄膜,制备的薄膜具有优异的抗紫外性能、阻隔性能以及抗菌性能。结论 PLA、PGA以及PLGA具有优异的生物降解性能,通过改性后制备的薄膜性能更加均衡,在包装领域具有极大的应用前景,对聚合物的改性方法还需进行深入研究,制备出性能更加优异的改性材料。     

阻隔性塑料包装薄膜的发展

阐述了塑料包装薄膜的功能化发展趋势。从目前国内发展较快的阻隔性塑料包装薄膜方面，对比分析了各种阻隔性树脂材料的特点，以及阻隔性塑料包装薄膜生产工艺技术的最新发展。     

玻璃纤维/聚乳酸复合包装薄膜的制备及表征

目的添加适量的玻璃纤维(GF)改善聚乳酸(PLA)的力学性能以适应产品的包装。方法聚乳酸与玻璃纤维共混制备复合包装材料,为了增加2种物质的相容性,加入KH550改性玻璃纤维以增强材料的力学性能。测试该复合材料力学性能、透光率、红外谱图,并用扫描电子显微镜观察复合包装材料的断面形貌。结果聚乳酸中添加一定量的玻璃纤维后,复合薄膜的力学性能增强。添加质量分数为15%的玻璃纤维,薄膜的拉伸强度最大;添加质量分数为25%的玻璃纤维时,冲击强度最大;用质量分数为1%的KH550偶联剂改性玻璃纤维,明显增强了GF和PLA的相容性,拉伸强度明显提高;GF所占比例愈大,GF/PLA复合薄膜材料的透光率越低,雾度越高,对包装材料的可视性有一定的影响。结论玻璃纤维具有超强的增强效果,其在改善聚乳酸脆性方面具有显著的意义和广阔的发展前景。     

共混合填充改性技术在高阻隔性塑料包装材料中的应用现状

根据扩散渗透机理,从材料结构的角度讨论了影响塑料包装材料阻隔性的因素.综述了共混合填充改性技术在提高塑料包装材料阻隔性能和力学性能中的研究应用现状.重点评述了共混改性时组分性质、加工方法对材料的微观结构、阻隔性能和力学性能的影响以及填充改性所面临的共性问题、表面改性技术的发展和应用,强调了片状纳米填充材料的分散性和取向性对阻隔性能的重要作用.此外,还对塑料改性技术在包装材料方面的应用前景进行了展望,指出了共混合填充技术今后需要重点解决的问题.     

聚（3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯）改性研究进展

目的综述近年来国内外聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)的改性研究进展,为进一步开发PHBV在包装领域的应用提供科学的理论基础。方法以PHBV薄膜材料为主,根据PHBV的优缺点,从物理改性和化学改性2个方面进行阐述。结果 PHBV是一种拥有生物可降解性的热塑性树脂,具有广阔的应用前景,但PHBV的脆性大、韧性差,必须对其进行改性,且物理和化学改性均有优缺点。结论大量研究表明,PHBV经过改性后性能有所改善,但由于其相容性差导致复合材料性能的提升幅度有限,因此,有待开发和完善PHBV的生物降解性,且工艺简单、成本又低的改性技术。     

抗菌性聚乳酸复合膜在食品包装上的研究进展

目的介绍聚乳酸抗菌复合膜用于食品包装上的研究进展,分析不同抗菌剂的作用机理及优缺点,对抗菌性聚乳酸膜在包装上的应用和发展进行展望。方法介绍了聚乳酸抗菌复合膜的制备方法,总结了国内外聚乳酸抗菌复合膜的研究现状,分析其作用机理,讨论了其应用和发展。结果聚乳酸抗菌复合材料对常见食品污染菌有良好的抗菌效果,能有效延长食品的保存期限,用于食品包装上将有很大的潜力。结论聚乳酸抗菌复合材料应用于食品包装上,绿色环保无污染,有非常广阔的发展前景,目前聚乳酸抗菌材料的研究还比较传统和单一,还需向更加高效、安全、环保的方向进行深入研究。     

大豆蛋白基生物降解材料研究进展

大豆蛋白材料的改性方法主要有物理改性、化学改性、酶法改性以及纳米共混改性等。对大豆蛋白材料的性能改善研究主要集中于薄膜材料的成膜性能、机械性能、吸水性能、透光性能、阻气性能和水蒸气透过性能、生物降解性能等方面。大豆蛋白基生物降解材料多被用作制备可食性薄膜,应用于果蔬的涂抹保鲜及部分食品的内包装;改性后的大豆蛋白可作为营养保健物质用作生物材料及生物医用材料。大豆蛋白基生物降解材料未来的发展方向主要为降低成本及增强性能等研究。     

纤维素改性生物塑料聚羟基脂肪酸酯的研究进展

基于国内外的研究现状,综述了生物塑料聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的改性方法以及纤维素改性生物塑料聚羟基脂肪酸酯复合材料的制备工艺。同时,针对每一种纤维素改性生物塑料聚羟基脂肪酸酯复合材料的制备工艺,具体分析了纤维素改性生物塑料聚羟基脂肪酸酯复合材料结构和性能的变化,指出了每种制备工艺的优缺点。纤维素改性生物塑料聚羟基脂肪酸酯复合包装材料将成为今后包装材料领域的研究重点,且实现绿色生产与进一步改善二者复合后的材料性能,将是实现产业化生产的关键。     

不同类型包装膜对胡萝卜的保护效果研究

目的 以鲜切胡萝卜作为包装对象,研究聚乙烯（PE）薄膜、聚乳酸（PLA）薄膜、笼型聚倍半硅氧烷（POSS）改性PLA薄膜、硅橡胶（SR）薄膜以及改性SR薄膜对胡萝卜保护效果的差异。方法 通过傅里叶红外技术和紫外-可见光谱技术对包装膜的结构和性能进行检测,并测定不同包装下胡萝卜素含量的变化及胡萝卜的质量损失率。结果 不同类型的包装膜对鲜切胡萝卜的保护效果不同,尤其是胡萝卜素的保留率有较大差异。改性SR膜的紫外光谱透过率低,其对鲜切胡萝卜的胡萝卜素的保护功能最佳,水分保有率也较高;PE薄膜的紫外透过性高,对胡萝卜素的保护功能较差,但包装的鲜切胡萝卜质量损失率最小;POSS-PLA薄膜和PLA薄膜对胡萝卜素的保护作用居中,鲜切胡萝卜质量损失率高。结论 在实际包装应用中可以考虑将改性SR薄膜与PE薄膜组合使用。     

聚乳酸的阻隔性能改性研究进展

包装材料呈现出多元化发展的同时,产生了大量不可回收、不可降解的塑料垃圾,对生态环境造成了严重危害。聚乳酸（PLA）是一种完全可生物降解的新型高分子材料,其力学性能、生物相容性、可降解性能良好,已成为包装材料研究和应用的热点。但传统PLA的阻隔性能无法满足应用要求,限制了其使用范围。通过提高结晶度与改善晶体形态、聚合物共混、纳米颗粒共混对PLA的阻隔性能进行改性,推动其在各行各业的转化应用。随着改性加工技术的发展,PLA将会在医学材料、包装材料、建筑材料、生活用品等领域得到广泛应用。