玉米苞叶纤维素纳米晶的制备及其聚砜复合膜的抗污染性能

为了提高玉米苞叶的经济价值,以玉米苞叶为原料,采用高强度超声波法制备纤维素纳米晶(CNC),并协同共混相转化法制备聚砜(PSF)/CNC复合膜。采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射以及超滤装置测试了CNC和PSF/CNC复合膜的形态结构和性能;探讨了CNC含量对复合膜的强度,亲水性,水通量以及抗污染性能的影响。结果显示,从玉米苞叶中提取的CNC,平均直径为18.82 nm,平均长度为569.95 nm,晶型结构为纤维素I型,结晶度为53.86%。CNC的加入提高了PSF膜的断裂强度,并可改善PSF膜的亲水性和抗污染性能。综合考虑CNC对PSF复合膜结构和性能的影响,得出CNC最佳添加量为2%,相应复合膜的水通量和抗污染性能分别为纯PSF膜的2.13倍和1.32倍,蛋白质截留率为48.34%。     

玉米纳米淀粉/纤维素纳米晶复合膜制备工艺优化

以玉米纳米淀粉为基质,甘油为增塑剂、纤维素纳米晶(CNC)为增强剂采用流延成膜法制备玉米纳米淀粉/CNC复合膜,成膜基质和干燥温度对纳米淀粉成膜影响较大,聚氯乙烯基质板对纳米淀粉成膜较好,干燥温度25℃,成膜平整光滑;单因素探讨了玉米纳米淀粉、甘油和CNC含量对纳米淀粉/CNC复合膜强度性能的影响,在该基础上进行三因素三水平正交试验,正交优化研究表明,对玉米纳米淀粉/CNC复合膜的抗张强度影响为:CNC甘油玉米纳米淀粉,正交试验优化结果为CNC 2%,甘油8%,玉米纳米淀粉10%,制备的玉米纳米淀粉/CNC复合膜抗张强度达20.18 MPa;FTIR分析表明玉米纳米淀粉、甘油、CNC混合均匀,形成了均一稳定的纳米淀粉/CNC复合膜。该玉米纳米淀粉/CNC复合膜在食品药品可食性包装领域具有较好的应用前景。     

玉米秸秆纳米纤维素-淀粉膜的制备工艺优化及性能分析

本研究利用玉米秸秆纳米纤维素、玉米秸秆淀粉等作为成膜基材,通过共混流延法制备玉米秸秆纳米纤维素-淀粉膜。通过单因素实验和正交试验,对制备的纳米纤维素-淀粉膜的性能进行测定,考察各成膜基材对纳米纤维素-淀粉膜的机械性能、透湿系数、透光率、水溶性和透氧系数的影响,最终确定成膜液最佳配方组合:淀粉10.0%（W/V）、纳米纤维素5.0%（W/V）、羧甲基纤维素钠1.6%（W/V）、甘油2.3%（V/V）。在最优工艺条件下制备的纳米纤维素-淀粉膜综合效果最佳,并测得性能指标,膜厚（0.063±0.050）mm,抗拉强度14.92 MPa,断裂伸长率64.75%,透湿系数为2.19×10?12 g·m/m2·s·Pa,透光率87.60%,溶解时间97.00 s,透氧系数2.75×10?14 cm3·cm/cm2·s·Pa。     

玉米叶纳米纤维素的提取及表征

以农作物废弃物玉米叶为原料,首先去除玉米叶的木质素和半纤维素,获得纯化纤维素,然后通过硫酸水解-超声法提取玉米叶纳米纤维素,并运用XRD、FT-IR、TG和TEM表征纳米纤维素的微观形貌、结构以及热稳定性。结果表明,制备玉米叶纳米纤维素的最佳水解温度60℃,水解时间2 h,硫酸质量分数60%;玉米叶纳米纤维素呈棒状,直径约8 nm,长度150～200 nm,属纤维素I型,结晶度66.5%,起始热解温度为243.43℃,其可作为优良的增强材料应用于塑料加工或纸品生产。     

绿豆淀粉/纤维素纳米晶胶囊壳的制备及表征

以绿豆淀粉（MBS）和纤维素纳米晶（CNC）为原料,辅以甘油和卡拉胶作为增塑剂和胶凝剂,通过流延法和浸渍法分别制备MBS/CNC胶囊膜和其对应的胶囊壳,并采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对其进行表征。结果表明,CNC能够有效增强MBS基胶囊壳的拉伸强度,当CNC用量为6.0%时,绿豆淀粉基胶囊膜的拉伸强度为15.61 MPa,提高了175.2%。MBS/CNC胶囊壳的透明度随CNC用量的增加而略微下降。MBS/CNC胶囊壳的干燥失重率在14.14%～14.99%之间,且在蒸馏水和模拟人工胃液中的崩解时限为14 min内,均符合《中国药典》（2015）的规定要求。     

玉米苞叶膳食纤维的制备研究

在玉米的生产利用中,大量的玉米苞叶没有得到利用,而是作为一种废弃物。本文研究从玉米苞叶中,采取酶化法及化学法从中得到了膳食纤维。本工艺简单易行,且得到的膳食纤维较完全,得率是48.36%;持水力是3.716g/g;膨胀力是1.72mL/g。     

玉米秸秆纳米纤维素的制备及表征

利用超声辅助硫酸水解法制备玉米秸秆纳米纤维素（corn straw nanocellulose,NCSC）,研究超声辅助酸解条件对NCSC得率的影响,并通过响应面法优化得到最佳工艺条件为：硫酸体积分数64%、超声功率160?W、酸解温度48?℃、酸解时间78?min,在此条件下制备NCSC得率达38.29%。制备的NCSC较洁白、细腻,具有较好的吸水膨胀力。通过红外光谱分析、X射线衍射和热失重分析表明,NCSC仍保持着玉米秸秆纤维素（corn straw cellulose,CSC）的基本化学结构,其结晶度（70.53%）高于CSC,同时具有较高的热分解温度。     

玉米苞叶及其纤维的基本结构与性能

为更好地开发利用玉米苞叶资源,采用数字式织物厚度仪、电子织物强力仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、Ｘ 射线衍射仪对其进行基本测试。通过测试与分析发现：玉米苞叶厚度及横纵向抗拉强度随苞叶层数由外至内逐渐降低;玉米苞叶主要含有纤维素,半纤维素和木质素;经化学处理后的纤维,其纤维素含量达到４３.７９％,半纤维素和木质素含量有所降低;玉米苞叶表面凹凸不平,有随机分布的孔洞,单纤维横截面形状不规则且内部有大中腔,纵向表面较为光滑平整;玉米苞叶结晶度约为３８.９０％,纤维结晶度为５７.８５％,二者均表现为纤维素Ⅰ的晶体结构。     

纳米甘薯渣纤维素的添加对玉米淀粉可食性膜性能的影响

以水蒸气透过性、吸湿性、溶解性、抗拉强度和断裂伸长率为指标,研究纳米甘薯渣纤维素对玉米淀粉可食性膜性能的影响。结果表明:随着添加的纳米甘薯渣纤维素质量浓度的增大,玉米淀粉可食性膜的水蒸气透过性、吸湿性、溶解性和断裂伸长率逐渐减小,而抗拉强度逐渐增大。当纳米甘薯渣纤维素的质量浓度为0.4g/100mL时,膜的水蒸气透过率最小;当纳米甘薯渣纤维素的质量浓度为0.5g/100mL时,膜的吸湿性、溶解性和断裂伸长率最小,而抗拉强度最大。提示纳米甘薯渣纤维素的添加能有效改善膜的性能。     

豌豆淀粉/ε-聚赖氨酸复合膜的制备及其性能

本文以豌豆淀粉/ε-聚赖氨酸为主要基材,以甘油、海藻酸钠等为增塑剂制备复合膜包装材料。采用单因素、正交实验等方法,在设定的工艺条件下流延成膜,进行复合膜的配方研究和最佳条件下膜性能研究。结果表明:最佳配方为100 mL水中加入10.5 g豌豆淀粉、1.5 g聚赖氨酸(调pH9)、1.80%甘油、0.50%海藻酸钠;产品性能检测表明,抗拉强度约为18.35 MPa,断裂延伸率约为34.79%,水蒸气透过率为12.10 g/(m²·h),透油率为0.682 g·m/(m²·h),对大肠杆菌具有较好的抑制性。本研究表明豌豆淀粉/ε-聚赖氨酸复合膜具有功能性包装应用的基础。     

玉米淀粉/蛋壳粉复合膜的制备及性能分析

以玉米淀粉（corn starch,CS）和蛋壳粉（eggshell powder,ESP）为主要成膜基材制备CS/ESP复合膜。研究CS质量浓度、ESP添加量、丙三醇（glycerol,Gly）添加量3 个因素对CS/ESP膜抗拉强度（tensile strength,TS）、断裂伸长率（elongation at break,EB）、水蒸气透过系数（water vapour permeability,WVP）和氧气透过率（oxygen permeability,OP）的影响。在此基础上采用主成分分析法对膜性能进行综合评价,并通过响应面法优化试验得到CS/ESP膜制备的最佳工艺参数,具体如下：CS质量浓度4.9 g/100 mL、Gly添加量49%（m/m）、ESP添加量1.9%（m/m）,对应CS/ESP膜的TS、EB、WVP和OP分别为4.97 MPa、109.12%、1.31×10－12 g/（cm·s·Pa）和1.19×10－5 cm3/（m2·d·Pa）。傅里叶变换红外光谱分析表明ESP和CS具有较好的相容性。X射线衍射和热重分析结果表明ESP的添加提高了CS/ESP膜的结晶度和热稳定性。扫描电子显微镜分析表明CS/ESP膜具有光滑的表面和断面形貌,没有明显的突起和腔。     

羧乙基微纤化纤维素/石墨烯/聚苯胺复合膜的制备与表征

以羧乙基微纤化纤维素为基体,分别采用物理混合法、化学原位吸附聚合法以及物理共混与化学原位吸附聚合相结合的方法经棒涂成型制备了羧乙基微纤化纤维素/石墨烯复合膜、羧乙基微纤化纤维素/聚苯胺复合膜和羧乙基微纤化纤维素/石墨烯/聚苯胺复合膜,对复合膜的微观形貌、化学结构、耐水性、热稳定性、力学性能和电化学性能进行了表征。结果表明,羧乙基微纤化纤维素具有良好的成膜性,可起载体和分散剂的作用。复合石墨烯或聚苯胺后,复合膜的力学性能和电化学性能明显增加。石墨烯可提高膜的热稳定性,聚苯胺可增加膜的耐水性。另外,当10%的石墨烯和30%的聚苯胺复合时,还会对羧乙基微纤化纤维素/石墨烯/聚苯胺复合膜的电化学性能产生协同增效的作用。     

魔芋葡甘聚糖/乙基纤维素/玉米醇溶蛋白复合膜的制备与性能表征

本文在前期魔芋葡甘聚糖(KGM)与乙基纤维素(EC)复合膜的研究基础上,将玉米醇溶蛋白(zein)添加到KGM/EC复合膜液中,以流延方式制备了KGM/EC/zein三元复合膜。通过固定总固形物和较强疏水性成分EC的含量,研究了zein和KGM的含量变化对复合膜的微观结构、力学性能和耐水性能的影响。激光共聚焦显微镜、扫描电镜和显微红外结果表明,当zein添加量为总固形物含量的3%～9%时(对应KGM含量为67%～61%),成膜液和复合膜中各组分分布较为均匀,相容性较好,制备的复合膜微观结构致密。与K₇₀E₃₀复合膜相比,其耐水性能显著提高(P<0.05)。当KGM:EC:zein的固形物比例为64:30:6时,制备的复合膜性质最佳,其拉伸强度、断裂伸长率、水接触角、溶胀率和可溶性固体损失率分别为72.93 MPa、16.39%、104.2°、502.21%、15.50%。本研究为多糖/蛋白基复合可食膜的开发提供了参考。     

纳米银/纳米二醛纤维素气凝胶的制备及表征

使用漂白硫酸盐针叶木浆为原料,以经高碘酸钠氧化后制备出的二醛纤维素为基材负载纳米银颗粒,后经高压均质法得到载银量为24.78%的纳米银/纳米二醛纤维素气凝胶。探讨高碘酸钠氧化反应时间对构成漂白硫酸盐针叶木浆的纤维素大分子以及针叶木纤维的影响。通过傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、紫外可见分光光度计、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和比表面积和孔径分析仪对样品进行表征。结果表明,随着氧化时间的增加,纤维素的醛基含量持续上升,当反应4 h时增至330 μmol/g,纤维的聚合度由1447大幅下降至525,同时零距抗张强度和长度也呈现下降趋势。制备出的载银气凝胶上负载的纳米银颗粒为球形,气凝胶的比表面积为35.40 m~2/g,平均孔径为19.62 nm。     

纤维素/ZnO复合膜的制备及其性能研究

采用醋酸锌、乙醇和乙二醇甲醚比例为1 g200 μL10 mL配制ZnO前驱体溶液,然后将其旋涂在湿纤维素膜表面,进一步通过退火处理获得性能优异的纤维素/ZnO复合膜,并以纤维素/ZnO复合膜为衬底制备透明导电膜。研究表明,提高退火温度,纤维素/ZnO复合膜的透光率呈现先降低后趋于平稳的趋势。当旋涂转速为2000 r/min,退火温度为23℃时,纤维素/ZnO复合膜的透光率高达89.6%,升高退火温度至160℃,复合膜的透光率降低至86.3%。退火温度和旋涂转速会影响纤维素/ZnO复合膜的热稳定性能,升高退火温度和旋涂转速会提高复合膜的热稳定性能。在80℃和2000 r/min的处理条件下,可以制备形貌比较均匀的纤维素/ZnO复合膜;与纤维素膜相比,以纤维素/ZnO复合膜为衬底制备的透明导电膜,其电阻降低约65%。     

NaClO/CNC氧化淀粉的制备及其复合膜的性能研究

将纤维素纳米晶体(CNC)加入NaClO氧化体系制备氧化淀粉(OS),将氧化淀粉(OS)与聚乙烯醇(PVA)/甘油(GL)共混制备复合膜,3种物质的质量比为OS∶PVA∶GL=20∶8∶5;并对OS和复合膜的性能进行表征。结果表明,在CNC添加量为0. 5%时,OS的羧基含量最高为1. 1%;此时复合膜的透明度达到最高值0. 66,且复合膜的热稳定性最好;在CNC添加量为3. 0%时,复合膜的拉伸应力达到11. 89 MPa。     

玉米磷酸酯淀粉秸秆纤维素可食膜的制备及物理性能

以玉米磷酸酯淀粉（corn distarch phosphate,CDP）和玉米秸秆纤维素（corn straw cellulose,CSC）为主要基材制备可食膜。研究CDP与CSC质量比、羧甲基纤维素（carboxymethyl cellulose,CMC）质量浓度、丙三醇（glycerol,Gly）质量浓度对可食膜物理性能抗拉强度（tensile strength,TS）、断裂伸长率（elongation at break,EAB）、水蒸气透过系数（water vapour permeability,WVP）和透光率的影响。在此基础上以可食膜的物理性能综合分为响应值,采用响应面法优化制备工艺参数。结果表明：最佳工艺条件为CDP-CSC质量比8.5∶1.5、CMC质量浓度0.8 g/100 mL、Gly质量浓度1.0 g/100 mL,此条件下可食膜物理性能综合分最高为0.683,对应可食膜的TS为19.75 MPa、EAB为46.89%、WVP为1.167×10－12 g/（cm•s•Pa）、透光率为41.86%,比未添加CSC的CDP膜物理性能综合分提高27.14%。通过扫描电子显微镜、X射线衍射和傅里叶变换红外光谱分析对可食膜进行结构观察和表征,表明CDP/CSC可食膜表面较平整,结构致密,各基质相容性好。     

改性扇贝壳粉与壳聚糖复合膜的制备及性质研究

以扇贝壳为原料,硬脂酸钠为改性剂,通过湿法改性制备了改性扇贝壳粉。采用单因素和响应面试验探讨改性温度、改性剂用量、改性时间对扇贝壳粉改性效果的影响,利用傅里叶红外光谱仪、电子扫描电镜和X射线衍射仪对扇贝壳粉进行表征。将制成的改性扇贝壳粉与壳聚糖制成复合膜,考察改性扇贝壳粉质量分数对复合膜性质的影响。结果表明,扇贝壳粉最佳改性条件为:硬脂酸钠添加量2.53%,改性温度80.70 ℃,改性时间43.19 min,在此条件下制得的扇贝壳粉活化度最高可达到76.41%,结合表征图谱分析,硬脂酸钠成功结合到壳粉表面,壳粉粉体粒子间团聚作用减弱,制得的改性扇贝壳粉具有良好的分散性。添加改性扇贝壳粉可以有效提高壳聚糖膜的机械性能、透光性和水蒸气阻隔性能。当改性扇贝壳粉的质量分数为1%时,改性扇贝壳粉与壳聚糖复合膜的性能最佳,此时膜拉伸强度为30.19 MPa,断裂伸长率为10.2%,水蒸气透过量为35.1 g·h?1·m?2,透光性为2.9 mm·%。     

酸解淀粉/PBAT复合膜的制备及其性能研究

为了提高淀粉基复合膜的力学性能和阻水性能,以酸解淀粉和聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）为主要成膜基材,通过挤出吹塑法制备了酸解淀粉/PBAT复合膜,研究了淀粉/PBAT比例对复合膜结构、力学性能和阻隔性能等的影响。结果表明,随着PBAT含量的增加,淀粉/PBAT共混物的流动性增强,模量与复合黏度降低,淀粉与PBAT之间的氢键作用减弱。添加PBAT可显著提高淀粉膜的力学性能和阻隔性能,复合膜纵向最大拉伸强度和断裂伸长率分别为7.86 MPa和532.67%,最低水蒸气和氧气透过系数分别为3.74×10?11 g?m?1?s?1?Pa?1和5.77×10?15 cm2?s?1?Pa?1。