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。     

海藻酸钠-纳米纤维素共混膜的制备及性能

将纳米纤维素(NCC)添加到海藻酸钠(Alg)中共混流延制备海藻酸钠-纳米纤维素共混膜(Alg-NCC)。结果表明:NCC添加量为8%的共混膜具有最优的综合性能。相比纯Alg膜,Alg-NCC(8%)的拉伸强度提高了47.9%,断裂伸长率降低了50%,透湿量降低了22.5%,透氧量降低了10%。红外光谱分析结果表明Alg与NCC两者间存在着较强烈的分子间相互作用,X射线衍射分析结果表明NCC的加入改变了Alg的结晶排列。海藻酸钠-纳米纤维素共混膜显示出良好的力学、阻湿、阻氧和热稳定性能。     

不同原料NCC对NCC/PVA复合膜性能的影响

分别以微晶纤维素、脱脂棉和漂白芦苇浆为原料,硫酸水解法制备纳米纤维素(NCC),与聚乙烯醇(PVA)简单共混流延成膜法制备NCC/PVA复合膜.m(NCC)/m总为7％时制备NCC/PVA复合膜,红外光谱分析结果表明复合膜中PVA分子链和NCC分子链间存在能提高两者相容性的氢键缔合作用力;热重分析结果表明复合膜的热稳定性与NCC热稳定性基本一致.扫描电子显微镜分析结果表明m(NCC)/m总为0.5％时制备NCC/PVA复合膜的表面和断面较为规整.3种原料中漂白芦苇浆NCC长径比最高(约为25),且m(NCC)/m总为0.5％时制备NCC/PVA复合膜拉伸强度最大,较PVA膜拉伸强度提高40.8％.3种原料NCC分别制备的3种NCC/PVA复合膜断裂伸长率,均较PVA膜断裂伸长率降低.随着m(NCC)/m总的增加,NCC/PVA复合膜透光率较PVA膜透光率降低;3种原料中微晶纤维素NCC/PVA复合膜透光率较PVA膜透光率降低最小.     

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。     

累托石/海藻酸钠插层纳米复合膜的制备与性能

采用水溶液法制备了钠化累托石(Na+REC)与海藻酸钠(SA)插层纳米复合膜(Na+REC/SA)。以红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)分析了复合膜的分子结构,通过电镜扫描(SEM)及原子力显微镜(AFM)观察了复合膜的相貌结构,研究了复合膜的热性能及力学性能。结果表明,Na+REC在添加量较少时可与SA形成插层型纳米复合膜,该复合膜与纯SA膜相比,具有较高的拉伸强度、断裂伸长率及热稳定性。在Na+REC添加2%时,复合膜的拉伸强度、断裂伸长率及热稳定性最高,与纯SA膜相比,拉伸强度提高58.7%,断裂伸长率提高100%,10%失重率时对应的热分解温度提高了115℃,40%失重率时提高了185℃。     

再生纤维素/TPU复合膜的制备及性能研究

采用DMAC/LiCl为溶剂,分别溶解纤维素与氨纶切片TPU,强烈机械搅拌共混均匀,以蒸馏水为凝固浴制备再生纤维素/TPU复合膜,用核磁共振1 H NMR分析谱图表征了TPU的结构特征,傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、材料万能拉伸仪对复合膜的结构及强力性能进行了测试,采用WGT-S透光仪测定了复合膜的透光率,结果表明TPU引入纤维素矩阵中,一定程度上破坏了再生纤维素膜的结晶度,大大提高了再生纤维素膜的断裂伸长率,降低了其拉伸强度,当TPU加入量为20%(质量分数),再生纤维素膜的断裂伸长率提高到65%,透光率均保持良好。     

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。     

乳酸原位聚合改性纳米纤维素的制备及应用

乳酸原位聚合改性纳米纤维,并和聚乳酸制备复合材料。先由64%硫酸水解微晶纤维素(MCC)制备纳米纤维素(NCC),再乳酸原位聚合接枝纳米纤维素得到改性后纳米纤维素(g-NCC),最后将g-NCC按0%~5%质量比与聚乳酸(PLA)共混,制成复合材料g-NCC/PLA。透射电子显微镜观察得到棒状纳米纤维素长度为100~200nm,直径为10~25nm,傅里叶变换红外光谱和核磁共振谱证明乳酸均聚物已接枝到纳米纤维素,复合材料性能分析表明g-NCC与PLA相容性比未改性NCC与PLA相容性好,g-NCC含量为2%时,复合材料拉伸强度可达到45 MPa,比纯PLA提高85%,结晶度提高10%。     

纳米纤维素及凝胶浴对复合膜结构和性能调控的研究

采用浸没沉淀相转化法制备纳米纤维素(NCC)/聚砜(PSF)复合膜材料。考察了不同浓度(10%、30%、50%)乙醇凝胶浴及NCC添加量对膜结构和性能的影响机制。通过扫描电子显微镜(SEM)观察了复合膜材料断面和皮层的孔结构,发现凝胶浴中乙醇浓度的增加使得聚砜膜逐渐由非对称膜向对称膜转变。NCC的添加使膜表面自由能下降,不同浓度的乙醇凝胶浴和NCC添加量对复合膜的机械性能、截留率、孔隙率和纯水通量等性能有很大的调控作用。     

南极磷虾甲壳素纳米晶须的制备与应用

利用南极磷虾壳制备甲壳素，然后采用TEMPO氧化法将其制备成甲壳素纳米晶须，将不同添加量的甲壳素纳米晶须加入壳聚糖/鱼胶基体中，制备壳聚糖/鱼胶/甲壳素纳米晶须复合膜材料。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对甲壳素纳米晶须进行分析；通过SEM、光透射率、 XRD、热重分析(TG)对复合膜材料进行检测；通过小鼠皮下埋植实验对复合膜材料的降解性进行测试。研究结果表明，利用南极磷虾壳所制备的甲壳素纳米晶须呈针状或纤维状，平均直径为17 nm;甲壳素纳米晶须能够均匀分散在复合膜材料中，当甲壳素纳米晶须的添加量为7%时，复合膜的拉伸强度达到最大为18.37 MPa,相比于壳聚糖/鱼胶膜提高了160%,这说明纳米晶须添加到复合膜中能显著提高其机械强度。小鼠皮下降解实验表明，添加纳米晶须的复合膜降解速度变慢，第九周时，添加7%纳米晶须的膜材料降解率为66.2%。     

纳米纤维素制备及壳聚糖/NCC复合膜的性能研究

为了探究包装废弃物瓦楞纸板的回收再利用价值,以杨木浆板为对照,采用包装废弃物瓦楞纸板进行纳米纤维素(NCC)的制备,并以不同比例的NCC和壳聚糖复合成膜,比较研究了NCC含量对壳聚糖/NCC复合膜的膜性能的影响。废弃瓦楞纸板制备NCC的得率为53.87%,NCC形态为纺锤形,长度和直径范围分别为54~87nm和3~5nm,与杨木浆板NCC的形态相同,但长度较短。随纳米纤维素含量的增加,复合膜的抗拉强度及伸长率均有所提高,透湿量先增加后减少;透光率没有明显变化,均达99.8%以上。以瓦楞纸板NCC制备的壳聚糖/NCC复合膜的抗拉强度和伸长率略低于以杨木浆板NCC的复合膜。研究结果表明:废弃瓦楞纸板可作为NCC制备的来源,用于壳聚糖/NCC复合膜的制备并改善成膜性能。     

载银纳米纤维素/聚乙烯醇复合膜的制备及性能研究

目的制备一种具有良好力学性能和抑菌性能的新型抗菌聚乙烯醇复合膜。方法通过酸水解微晶纤维素制备纳米纤维素,经高碘酸钠氧化获得醛基纳米纤维素,加入银氨溶液原位合成载银纳米纤维素(Ag-DCNC)。以聚乙烯醇(PVA)为成膜基底,加入Ag-DCNC共混流延制备载银纳米纤维素/聚乙烯醇复合膜。结果 Ag-DCNC体积分数为3%时,复合膜的拉伸强度比纯PVA膜提高了8.8%。Ag-DCNC体积分数为5%的复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有较好的抑菌效果。结论载银纳米纤维素/聚乙烯醇复合膜具有较好的力学强度,对2种细菌均有良好的杀菌效果。该材料不但具有良好的性能,而且合成工艺简单,可以作为一种很有前途的抑菌膜用于包装行业。     

高强度高阻隔性再生纤维素/蒙脱土复合膜及其应用

通过共混方式制备了再生纤维素/蒙脱土复合膜,探究了不同含量的蒙脱土纳米片对再生纤维素膜强度与氧气阻隔性的影响。研究结果表明:蒙脱土纳米片占再生纤维素量的15%(wt,质量分数)条件下,制得的再生纤维素/蒙脱土复合膜的拉伸强度最大达到218MPa,断裂伸长率达到13.2%,透氧系数比纯再生纤维素膜降低了51.85%;将再生纤维素/蒙脱土复合溶液涂履纸上,能显著增强纸的力学性能和气体阻隔性能。     

基于番茄皮渣微晶膳食纤维改性可食性膜的研究

以番茄皮渣为原料制备了微晶膳食纤维素(TMCC),并以TMCC为添加剂,采用流延法制备可食性膜;运用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)表征TMCC的形貌和可食性膜的结晶结构,通过检测薄膜的吸湿性能、力学性能、阻隔性能和热封性能,分析TMCC对基体包装性能的影响。结果表明,在SEM图中TMCC呈50～70μm的短粗棒状,表面存在分丝纵裂现象;TMCC与可食性膜基体相容性较好,且TMCC的加入使可食性膜的结晶度增加、吸湿性降低;同时TMCC的添加有助于可食性膜力学性能、阻隔性能和热封性能的提升,当添加量约为8%时,薄膜综合性能最佳,且TMCC在高湿度条件下对材料的力学性能具有良好的保持作用。     

新型纳米纤维素聚砜复合膜的制备及表征

采用L-S浸没沉淀相转化法制备纳米纤维素(NCC)/聚砜(PSF)复合膜材料.考察了NCC添加量及异丙醇凝胶浴浓度(10％、30％、50％,体积分数,下同)对膜结构和性能的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)观察了复合膜材料断面和皮层的孔结构,发现随着异丙醇浓度的增加,复合膜中的指状孔由细长贯通、连接紧密逐渐变得短粗、疏松.同时,NCC添加量和异丙醇凝胶浴浓度对复合膜的力学性能、渗透性能、膜孔结构有很大的调控作用.     

纤维素增强壳聚糖/普鲁兰多糖包装材料的研究

目的研究纤维素增强壳聚糖/普鲁兰多糖包装材料的制备及性能改善。方法采用溶液流延的方法,在壳聚糖和普鲁兰多糖溶液中,加入不同比例的微晶纤维素用于增强复合薄膜的力学、阻氧及阻湿性能。通过电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等手段对复合膜进行结构表征,并对复合材料的阻隔性能、拉伸性能进行测试。结果经过微晶纤维素增强的复合薄膜的拉伸强度以及断裂伸长率得到了很好的增强,阻隔性能也得到了提高。结论微晶纤维素对于PET/壳聚糖/普鲁兰多糖复合包装薄膜具有较好的增强效果。     

纳米TiO_2改性淀粉复合薄膜的制备及其性能研究

在醋酸酯淀粉(PMS)/聚乙烯醇(PVA)共混系统中引入超声分散的纳米TiO_2悬浮液,以山梨醇(SOR)和尿素为塑化剂采用流延工艺制备了纳米TiO_2改性复合膜,研究了纳米TiO_2的加入量以及SOR和尿素的配比对复合膜性能的影响,用红外光谱和扫描电镜对复合膜的结构和形貌进行了表征。结果表明适当的纳米TiO_2的量以及SOR和尿素的配比可有效地改善复合膜的力学性能和耐水性能,加入0.003g纳米TiO_2可将膜的拉伸强度提高71.1%,SOR和尿素质量比为1∶3时,膜的拉伸强度为39.40MPa,吸水率降至73.58%。     

载银纳米纤维素-壳聚糖复合膜的表征及性能研究

在二醛基纳米纤维素悬液中加入银氨溶液原位合成载银纳米纤维素(Ag/DNCC),以壳聚糖(CS)为成膜基底,甘油为增塑剂,加入Ag/DNCC共混流延制备载银纳米纤维素-壳聚糖(Ag/DNCC-CS)复合膜。FT-IR和XRD测试结果表明Ag/DNCC的加入没有改变CS的分子结构和结晶状态,热性能测试结果表明Ag/DNCC对提高CS的热稳定性能不显著。添加Ag/DNCC后,SEM测试结果表明Ag/DNCC-CS复合膜微观形貌致密,拉伸强度比纯CS膜提高。Ag/DNCC含量为10%(wt,质量分数)制得的Ag/DNCC-CS复合膜的拉伸强度达到72.36MPa,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有较好的抑菌效果。     

纳米微晶纤维素的制备、改性及其在纸张阻隔涂布中的应用

以微晶纤维素(MCC)为原料,基于酸水解法制备了纳米微晶纤维素(NCC)。随后,在水/二甲基亚砜反应体系中,以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTMAC)为阳离子醚化剂对NCC进行改性得到了阳离子化的纳米微晶纤维素(CNCC)。最后,对NCC、CNCC在纸张阻隔涂布中的应用进行了初步探讨。实验结果表明,NCC呈棒状结构,粒径10~80nm,长度400nm,其水相分散液在光照下呈现特殊的蓝光效应。通过氮元素分析法,测得CNCC的取代度为4.1%;FT-IR、XRD分析结果确证了NCC被成功改性;TEM、TG分析结果表明,与NCC相比,CNCC具有较好的分散性和热稳定性。初步应用结果表明,相对于NCC,CNCC对涂布纸阻隔性能改善效果较为明显,且当添加量为0.2%时效果最佳,与零添加的涂布纸相比,透气度下降了22.4%,吸水性降低了34.4%。     

纤维素多孔材料的制备与性能

用氯化锌水溶液为纤维素的溶剂制备纤维素多孔材料。采用红外光谱和X射线衍射(XRD)分析了木浆纤维素和纤维素多孔材料的红外光谱和结晶性能,并研究了纤维素质量分数对纤维素多孔材料的吸湿性能和孔隙结构的影响。结果表明,氯化锌水溶液是一种非衍生化的纤维素溶剂,溶解再生后的纤维素分子间氢键被破坏,结晶结构由纤维素Ⅰ转变为纤维素Ⅱ型,结晶度由68%降低到22%。随着纤维素质量分数的增大,孔隙率和透气率降低、吸湿性和保湿性下降。与离子液体为溶剂制备的纤维素多孔材料相比较,氯化锌法制备的纤维素多孔材料具有双重尺寸大小的孔洞结构,其表现出的综合性质更优异。