PLA/nano-TiO_2复合膜的制备及性能研究

采用流延成膜法,通过向聚乳酸(PLA)体系中添加无机抗菌剂纳米二氧化钛(nano-TiO_2)共混制备得到PLA/nano-TiO_2复合膜。为研究nano-TiO_2的含量对PLA膜的性能的影响,测定了纯PLA膜及不同质量分数的PLA/nano-TiO_2复合膜的密度、色度、溶解率、力学性能、抗菌性能、水蒸气透过量等性能指标,并通过傅里叶红外光谱分析了其官能团变化,对比研究其实际应用价值。结果表明,由于nano-TiO_2的加入,复合膜的密度、溶解率、拉伸强度均有一定降低,但色度、抗菌性能、水蒸气透过量及断裂伸长率都呈明显升高趋势。当nano-TiO_2质量分数为1%时,透湿性最低为纯PLA膜的(132.1±10.0)%。PLA/3%nano-TiO_2复合膜的抗菌性最佳,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径大小分别是(4.86±0.50)mm和(5.98±0.77)mm。PLA/2%nano-TiO_2复合膜的色度达到最大值7.52±1.05,是纯PLA膜的(306.5±30.8)%。PLA/4%nano-TiO_2复合膜有最高的断裂伸长率为(62.7±5.70)%。综合来看,PLA/2%nano-TiO_2复合膜具有最佳的性能参数。将PLA与nano-TiO_2复合,可以明显改善PLA膜的各方面性能,使其更有望用于食品包装领域。     

交联壳聚糖/聚乙烯醇/蜗牛黏液复合膜的制备及性能研究

采用延流法制备了香兰素（V）交联的壳聚糖/聚乙烯醇/蜗牛黏液（CS/PVA/SM）复合膜,并通过热重分析仪（TG）、扫描电子显微镜（SEM）和万能材料试验机等研究了不同CS/SM配比对复合膜光学性能、水蒸气和氧气阻隔能力、力学性能、热力学性能及生物降解性能等的影响。结果表明,CS/PVA/SM复合膜为可降解的亲水性薄膜,当CS溶液/SM溶液体积比为5/3时,复合膜性能优良,其抗氧化活性为87.51 %,其水蒸气透过率比纯CS膜降低了75.16 %,不透明度降低了87.74 %,拉伸强度提高了16.04 %,断裂伸长率提高了28.26倍;随着SM含量的增加,复合膜的热稳定性有所降低;CS溶液/SM溶液体积比为5/1、5/2和5/3时,复合膜表现出良好的相容性;SM的添加使复合膜具有很好的延展性和柔韧性,V的添加提高了复合膜的拉伸强度和抗氧化能力;所制备的CS/PVA/SM复合膜在食品包装领域中有潜在的应用前景。     

交联壳聚糖/蒙脱土复合膜的制备及性能研究

以壳聚糖（CS）为基质材料，蒙脱土（MMT）为填料，采用戊二醛（GA）交联改性并结合溶液插层法制备了交联壳聚糖/蒙脱土（CS/GA/MMT）复合膜。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪及热重分析仪对复合膜的结构进行了表征，考察了MMT用量对复合膜的吸水性能、水蒸气阻隔性能和力学性能的影响。结果表明，交联改性CS可提高CS膜的耐水性，CS/GA膜的吸水率较CS膜降低了9.6 %；MMT可提高复合膜的耐水性、水蒸气阻隔性能、力学性能和热稳定性；当MMT的用量为CS质量的5 %时，复合膜的各项性能较好，吸水率、水蒸气透过率和断裂伸长率较CS膜分别降低了37.3 %、36.7 %和41.9 %，且拉伸强度提高了160.5 %。     

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%。     

改性纳米纤维素/聚乳酸复合材料的制备及性能

通过化学酸水解法从农林废弃物油茶果壳中提取出纳米纤维素(CNC),并利用丁酸酐对CNC进行表面修饰,获得了丁酸酯化纳米纤维素(BCNC),再通过溶液浇铸法制备了BCNC/聚乳酸(PLA)复合材料。研究了CNC改性前后的形貌、性能变化以及BCNC对PLA膜力学性能、阻隔性能和透光率的影响。结果表明,经改性后,纳米纤维素的团聚现象得到改善并能稳定分散在非极性有机溶剂中。与纯PLA膜相比,当BCNC质量分数为5%时,PLA膜的拉伸强度提升了30.1%,水蒸气透过率和氧气透过率分别下降了60.0%和35.0%,且膜的透光率保持在60%以上。     

壳聚糖/聚乳酸复合膜的制备及其吸附性能

为了减小水处理废弃膜对环境的危害，以静电纺聚乳酸(PLA)纤维膜为基底层，采用浸涂的方式将壳聚糖(CS)涂覆层与PLA基底层复合形成了CS/PLA复合膜。采用SEM、XRD对其进行了表征。考察了CS与PLA体积比对膜性能的影响。结果发现，当CS和PLA体积比为7∶5时，CS涂覆层表面致密且平整，其厚度为7μm,CS/PLA复合膜的拉伸强度为2.55 MPa，断裂伸长率为24.96%，纯水通量为115.32 L/(m²·h)，对酸性染料的渗透通量为99.43 L/(m²·h)，吸附率达96%；对牛血清蛋白和卵清蛋白的吸附率分别为86%和84%；对Cu²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺的平衡吸附量分别为165.00、248.54和307.83 mg/g。     

聚乳酸基纤维素纳米晶体抗菌包装材料的制备及其性能研究

为改善聚乳酸(PLA)膜的力学性能、阻隔性能和抑菌性能,通过溶液浇铸法制备纤维素纳米晶体(CNC)和槐糖脂(SL)掺杂的PLA复合抗菌膜,探究SL含量(10%)不变时,CNC的含量对PLA/SL/CNC的力学性能、亲疏水性、水蒸气阻隔性和抑菌性能的影响。结果表明:PLA复合膜具有较好的透光性。CNC含量为8%时,CNC与PLA相容性较差。相比纯PLA,PLA/SL/CNC(6%)的拉伸强度高达68.6 MPa,提高93.8%;PLA/SL/CNC(6%)的韧性为36.5×10⁸J/m³,增加46%。PLA/SL/CNC(6%)水接触角为86°,具有疏水性。PLA/SL/CNC(6%)的水蒸气透过系数为2.4(g·cm)/(Pa·s·cm²),与纯PLA相比降低36.8%。PLA/SL/CNC(6%)与利斯特氏菌和金黄色葡萄球菌共培养24h,菌落数分别为0.8 lgCFU/mL和0.4 lgCFU/mL,具有较好的抑菌效果。     

海泡石增强壳聚糖/玉米醇溶蛋白复合膜的制备及性能

采用流延成膜法制备了不同海泡石(SP)质量分数的壳聚糖(CS)/玉米蛋白(ZN)复合膜。研究了SP质量分数对CS/ZN复合膜机械性能和断面形貌的影响,分析了SP对CS/ZN复合膜的增强机理。扫描电子显微镜结果表明,SP粒子在复合膜中分散较好,CS与ZN之间有较好的相容性。随着SP质量分数增加,SP/CS/ZN膜拉伸强度先增加后减小,当SP质量分数为2%时,其拉伸强度达到最大值21.1 MPa,比纯CS/ZN提高了8.1%;而断裂伸长率随着SP质量分数先增加后降低,从15.3%下降为7.5%;同时复合膜的耐水性能上升,复合膜的吸水率随着SP质量分数增加先减小后增加,在8%时达到最小值。SP的引入导致复合膜的透光性能下降,SP质量分数为6%时在波长800 nm处光透过率下降约20%。     

CCA对PLA/S–AMB/TBC纳米复合抗菌材料性能的影响

用自制抗菌母料S1–AMB[含nano-Zn O和叶绿素酮酸(CCA)]和S2–AMB(只含nano-Zn O)分别与聚乳酸(PLA),柠檬酸三丁酯(TBC)热机械共混制得PLA/S1–AMB/TBC和PLA/S2–AMB/TBC纳米复合抗菌材料。对比研究了不同nano-Zn O含量的两类复合材料对大肠杆菌抗菌性能和力学性能的影响。结果表明,CCA的加入使PLA/S1–AMB/TBC复合材料的抗菌性能和断裂伸长率大幅度提高;当nano-Zn O/CCA质量比为18/6,nanoZn O质量分数为1.2%时,复合材料的抗菌率达到99.5%,为强抗菌材料;和PLA/S2–AMB/TBC相比,其断裂伸长率提高17.8倍,是纯PLA的16.4倍;缺口冲击强度、弯曲强度和拉伸强度保留率分别为76.0%,85.8%,92.0%;不加CCA时,PLA/S2–AMB/TBC的抗菌率仅为4.2%,不具备抗菌性能。     

聚乳酸/玻璃纸（PLA/CP）复合膜的制备及性能研究

以玻璃纸(Cellophane, CP)为基材,通过硅烷偶联剂KH550改性CP膜,将CP浸泡于聚乳酸(PLA)二氯甲烷溶液中制备PLA/CP复合膜,实现其力学性能及防水性能的改良。研究了KH550的质量分数、PLA的质量分数以及复合时间对PLA/CP复合膜的力学性能和防水性能的影响。研究表明,相比于未复合改性的CP膜,PLA/CP复合膜具有较强的力学性能及防水性能。当KH550的质量分数为0.2%时,PLA的质量分数为0.6%,复合时间为30min时,PLA/CP复合膜的力学性能最佳,杨氏模量与最大应力值分别为5 131.7 MPa和113.2 MPa;PLA的复合可以大幅度提高PLA/CP防水性能,水接触角最大可达87.8°,但其防水性能与PLA的质量分数以及时间无关。     

鱼鳞明胶/壳聚糖/薰衣草精油抗菌复合膜制备及性能

以鱼鳞明胶(SG)和壳聚糖(CS)为原料,薰衣草精油(LEO)为抗菌剂,通过共混法制备抗菌复合膜,通过FTIR、XRD、SEM和热重分析对复合膜的形貌和结构进行表征及对力学、光学、阻隔、抑菌等性能测试分析。结果表明,LEO与SG/CS基膜较好复合,与SG/CS基膜相比,当LEO添加量为1%时,复合膜具有良好的力学强度(26.36 MPa),断裂伸长率提升了12.96%；透明度有所下降,透光率为70.50%；耐水性能和水蒸气阻隔性能显著增强,含水率、水溶性和水蒸汽透过率分别下降了22.48%、30.49%和26.03%；DPPH自由基清除率提高了247.88%,抗氧化性显著提高；同时对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌作用。     

柠檬果胶-马铃薯淀粉复合膜的制备及研究

为提高马铃薯淀粉膜的阻隔性和机械强度,采用流延成膜法,以马铃薯淀粉、柠檬果胶为成膜基质,甘油为增塑剂制备一种新型复合膜——柠檬果胶-马铃薯淀粉复合膜。通过测试其力学性能、水蒸气透过率、溶解度等来分析复合膜的综合性能。结果表明,相比纯马铃薯淀粉膜,柠檬果胶的加入使复合膜的透光率降低,力学性能和阻湿性能均得到显著改善。预期能够用作新型食品包装材料,以减少塑料内包装的使用,缓解生态压力。     

聚乳酸/钠基蒙脱土/水滑石三元复合膜的结构与性能

采用溶液共混法制备了聚乳酸(PLA)/钠基蒙脱土(Na-MMT)/镁铝铜水滑石(Mg Al Cu-LDH)三元复合涂膜液,通过流延法制备了PLA/Na-MMT/Mg Al Cu-LDH三元复合膜,采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射表征了复合膜的插层结构,利用热重分析仪分析了复合膜的热稳定性,并测试了复合膜的力学性能。结果表明,三元复合膜中,PLA对Na-MMT和Mg Al Cu-LDH均有插层,且插层效果略优于PLA对这两种填料单独插层时的效果;三元复合膜在300℃以下具有更好的热稳定性,且最大热失重速率随着Na-MMT/Mg Al Cu-LDH用量增加而降低,当Na-MMT与Mg Al Cu-LDH用量均为4份时,复合膜550℃时的残留率达到最高,由纯PLA膜的3.55%增加至5.91%;当Na-MMT与Mg Al Cu-LDH用量均为3份时,复合膜的拉伸强度和断裂伸长率最高,分别比纯PLA膜提高了18.0%和73.8%。     

豌豆淀粉/聚乳酸双层膜的制备与性能表征

采用溶液流延法以豌豆淀粉（PS）和聚乳酸（PLA）为原料制备了豌豆淀粉/聚乳酸（PS/PLA）双层薄膜。通过对双层薄膜的吸水性、溶解性、水蒸气透过性、拉伸性能、表面形貌等进行测试,研究了薄膜的力学性能、疏水性能以及水蒸气阻隔性能。结果表明：随着双层膜中聚乳酸层的比例增加,双层薄膜的吸水性、溶解性和水蒸气透过性逐渐降低,拉伸强度和拉伸模量逐渐增加,断裂伸长率逐渐下降,表明水蒸气阻隔效果明显,增加了膜的韧性,降低了膜的强度。当PLA和PS的质量比为50：50时,PS/PLA双层膜的拉伸强度为（13.47±0.75）MPa,拉伸模量为（0.848±0.002）GPa;断裂伸长率为（16.11±0.16）%,水蒸气透过系数为0.27×10^-10 g·cm/（cm²·s·Pa）。     

白酒丟糟微晶纤维素/聚乳酸复合膜的制备及性能研究

以丟糟微晶纤维素(DGMCC)为增强材料、聚乳酸(PLA)为基体,采用溶液浇铸法制备DGMCC/PLA复合膜材料,并对复合膜进行红外图谱(FT-IR)、SEM扫描、力学性能、紫外可见光透过性和降解性能测试。结果表明,复合膜中微晶纤维素与聚乳酸以氢键结合,复合膜的性能较纯聚乳酸膜有较大变化。性能测试结果显示,DGMCC的加入使复合膜力学性能拉伸强度和断裂拉伸率下降,对紫外线的阻挡效果增强,可降解性能提高,作为生物可降解包装材料具有一定应用潜力。     

壳聚糖/姜黄素混合膜的抗菌性能研究

通过溶液流延法制备姜黄素/壳聚糖混合膜,并研究其水蒸气渗透、水汽吸附和抗菌性能。实验结果表明:加入姜黄素后,复合膜的水蒸气渗透率和水汽吸附率都比壳聚糖纯膜低,姜黄素含量对水蒸气渗透率几乎没有影响,但对水汽吸附率影响明显。抗菌实验表明,复合膜的抗菌活性比壳聚糖纯膜强,且随着姜黄素含量增加其抗菌性能也增强。     

海藻酸钠/CNC/山梨酸钾复合膜的制备及性能研究

以海藻酸钠为基材,纤维素纳米晶(CNC)为增强增韧剂,以山梨酸钾为防腐保鲜剂,采用流延法制备海藻酸钠/CNC/山梨酸钾复合膜。研究CNC、山梨酸钾的加入对海藻酸钠膜光学性能、力学性能、水蒸气阻隔性能等的影响。结果表明：随着CNC含量的增加,复合膜的透光率先增加后降低;添加山梨酸钾后,复合膜的透光率逐渐下降。CNC的加入使复合膜的拉伸强度和断裂伸长率均先提高后降低,水蒸气阻隔性能先降低后升高。随着山梨酸钾的添加,复合膜的拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率先降低后增加,水蒸气阻隔性能先升高后降低。当CNC含量为5%、山梨酸钾含量为3%,复合膜的拉伸强度为120.78 MPa,断裂伸长率为4.38%,水蒸气透过系数为7.62×10^-13 g·cm/(cm²·s·Pa),与纯海藻酸钠膜相比,分别提高了21.66%、27.33%和17.59%,复合膜综合性能最佳。     

聚乳酸/热塑性淀粉共混材料的性能研究

通过熔融共混方法制备聚乳酸(PLA)/热塑性淀粉(TPS)共混材料。研究了TPS用量对PLA/TPS共混材料力学性能、降解性能、热性能和微观形貌等的影响。结果表明,加入TPS在一定程度上能改善PLA韧性不足的问题,PLA/TPS共混材料的降解性能优于纯PLA。当TPS质量分数为10%时,TPS与PLA的相容性较好,PLA/TPS共混材料的综合性能最好,其中,断裂伸长率为37.4%,比纯PLA提高695.7%;冲击强度为5.5 kJ/m2,比纯PLA提高34.1%;熔体流动速率为18.0 g/(10 min),比纯PLA提高4.7%;在60 d的降解率为9.28%,远大于纯PLA的1.30%;失重5%时的温度为172℃,比纯PLA降低161℃;450℃时的质量保持率为11.28%,比纯PLA提高11.06%。     

纳米纤维素的表面修饰及对聚乳酸膜的力学性能和阻隔性能的影响

本实验通过化学水解法从农林废弃物油茶果壳中提取出油茶果壳纳米纤维素（cellulose nanocrystals, CNC）,经丁酸酐表面修饰获得丁酸酯化纳米纤维素（butyrated cellulose nanocrystals, BCNC）后,通过溶液浇铸法制备得到了BCNC/聚乳酸（PLA）复合材料,研究了CNC改性后的形貌及性能变化,以及BCNC对PLA力学性能、阻隔性能及透光率的影响。研究结果表明,经改性后,纳米纤维素的团聚现象得到改善并能稳定的分散在非极性有机溶剂中。在PLA复合材料中,BCNC对PLA有增强增韧的效果,添加5 wt%的BCNC时,PLA膜的拉伸强度提升了30.1%。添加5 wt%的BCNC,PLA复合膜的水蒸气透过率和氧气透过率分别下降了60.0%和35.0%,且仍具有较高的透光率。由于BCNC在基体中有更好的分散性和界面结合,对提升PLA力学性能和阻隔性能的效果均优于CNC。     

纳米纤维素的表面修饰及对聚乳酸膜的力学性能和阻隔性能的影响

本实验通过化学水解法从农林废弃物油茶果壳中提取出油茶果壳纳米纤维素（cellulose nanocrystals, CNC），经丁酸酐表面修饰获得丁酸酯化纳米纤维素（butyrated cellulose nanocrystals, BCNC）后，通过溶液浇铸法制备得到了BCNC/聚乳酸（PLA）复合材料，研究了CNC改性后的形貌及性能变化，以及BCNC对PLA力学性能、阻隔性能及透光率的影响。研究结果表明，经改性后，纳米纤维素的团聚现象得到改善并能稳定的分散在非极性有机溶剂中。在PLA复合材料中，BCNC对PLA有增强增韧的效果，添加5 wt%的BCNC时，PLA膜的拉伸强度提升了30.1%。添加5 wt%的BCNC，PLA复合膜的水蒸气透过率和氧气透过率分别下降了60.0%和35.0%，且仍具有较高的透光率。由于BCNC在基体中有更好的分散性和界面结合，对提升PLA力学性能和阻隔性能的效果均优于CNC。