聚乙烯醇包装薄膜的制备及其抗菌性能研究

聚乙烯醇(PVA)是一种新型的绿色环保材料,开发无毒且光学性能和力学性能优异的PVA抗菌包装薄膜能扩大其在包装领域的应用范围。PVA抗菌包装薄膜制备的难点在于选择合适的抗菌材料以解决大部分抗菌剂分散难、与基材相容难的问题。本研究以无毒安全的抗菌剂单辛酸甘油酯(GMC)作为抗菌剂、甘油/山梨醇为复配增塑剂,制备PVA包装薄膜。首先将GMC溶于甘油后再与水混溶形成乳状抗菌液,而后加入PVA膜液中,共混制备了PVA包装薄膜,并对其力学性能、光学性能和透氧性能进行研究。实验结果表明,当GMC用量在0.2~0.3mL之间时,PVA包装薄膜的透光率保持在92%以上,雾度低于10%,拉伸强度为211.485MPa,断裂伸长率为140.41%,其具有良好的光学性能和力学性能且GMC用量的增加对PVA包装薄膜氧气透过率影响不大。然后,利用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪对PVA包装薄膜进行了表征。实验结果表明,GMC的加入使PVA包装薄膜红外光谱图中3200cm^(-1)左右的峰明显变宽,薄膜中羟基(-OH)的含量增加;加入GMC后的PVA包装薄膜表面出现均匀分布的抗菌液滴,且随着GMC含量的增加,GMC在薄膜中的分散性减弱;差示扫描量热仪曲线反映出GMC、PVA和复配增塑剂(甘油/山梨醇)之间具有较好的相容性。最后,对PVA包装薄膜进行抗菌性能测试。研究表明,GMC的加入对金黄色葡萄球菌的生长繁殖起到一定的抑制作用,且GMC的含量越多,其作用效果越明显。

塑料材料在物流包装领域中的应用

物流作为现代商业运作的关键组成部分,其快速响应和高效运作是推动全球供应链顺利发展的关键,有助于不同国家和地区实现资源优势互补,优化全球资源配置。在物流领域,物流包装是保障货物安全、维护商品质量、提升运输效率的关键环节。

可降解阻隔包装的研究现状及发展趋势

目的对可降解石油基聚酯生物基、生物基可降解材料以及高阻隔纸基包装材料在提高阻隔能力方面的研究进展进行综述和分析。旨在促进包装材料未来的绿色化、安全化发展。方法通过对相关文献的梳理和分析,简要介绍可降解包装材料的应用需求、分类和特点。分析可降解石油基聚酯生物基、生物基可降解材料以及高阻隔纸基包装材料的降解原理以及提高其阻隔能力的方法,并对改性方法的类型及其优缺点进行总结。结论经过改性的3种有阻隔潜能的可降解材料,都表现出对水蒸气和氧气一定的阻隔效果,在包装领域具有广阔的应用前景。

不同尺寸纳米塑料团聚行为的定量研究

由于塑料制品大量使用和不当处置,环境中微塑料(尤其是纳米塑料)的地球化学行为已成为全球关注的热点问题。团聚效应是控制纳米塑料地球化学行为的重要因素。自然界中纳米塑料大小不一,然而已有的研究结果对于纳米塑料尺寸与团聚效应的关联性还存在一定矛盾。为揭示不同尺寸纳米塑料的团聚行为及影响作用机制,本文以50nm、100nm、200nm聚苯乙烯纳米塑料(PS50、PS100、PS200)为研究对象,利用动态光散射技术实时监测不同pH(3.0~10.0)及NaCl溶液(浓度0~800mmol/L)中纳米塑料的Zeta电位(ζ电位)和水动力直径,并通过理论计算得到三种粒径纳米塑料的临界团聚浓度(CCC)和总相互作用能。PS50、PS100和PS200去离子水中的初始ζ电位分别为-35.2mV、-35.1mV和-38.2mV,高的表面负电荷使其在水中保持分散。离子强度增加引起的电荷屏蔽效应促进了纳米塑料的团聚,PS50、PS100、PS200在NaCl溶液中CCC值分别为325mmol/L、296mmol/L、264mmol/L,表明初始ζ电位值接近时,粒径越小的纳米塑料越稳定,能够在环境中较长时间地迁移。随着pH从酸性增加至碱性,纳米塑料表面酸性官能团发生去质子化,负电荷增多,导致其团聚行为受到抑制。当pH=7时,即使是在较高离子强度下(400mmol/L NaCl),PS100和PS200基本恢复稳定,但PS50仍发生快速团聚,可能因为在此条件下PS50的ζ电位仍较小(-19.3mV)。通过回归分析可知,三种尺寸纳米塑料的团聚行为与ζ电位密切相关(r2为0.70~0.88)。因此在实际应用中,需要综合考虑溶液pH、离子强度以及纳米塑料自身尺寸等容易影响ζ电位的因素,以更精准地预测和评估纳米塑料在自然环境中的地球化学行为。

木质素生物合成可降解包装材料聚羟基脂肪酸酯的研究进展

目的通过对木质素生物合成聚羟基脂肪酸酯(PHAs)的研究,实现PHAs的低成本、规模化生产和木质素的高值化利用。方法归纳分析现阶段国内外木质素降解菌及生物合成PHAs的主要菌种和目前存在的问题,介绍生物合成PHAs的木质素底物种类、合成过程中工艺优化策略的相关研究进展,同时总结PHAs在包装领域的相关应用。结果木质素生物合成PHAs过程中,通过筛选木质素降解菌、培养PHAs合成菌、优化PHAs的合成工艺及影响因素,可有效提高木质素底物的转化率和PHAs的产量,从而降低生产成本。结论木质素转化为PHAs的过程虽然面临着一些挑战,但随着技术的不断创新和生产工艺的优化,木质素为底物合成的绿色生物塑料PHAs在包装领域会有广阔的应用前景和发展空间,必将推动包装材料向绿色化、安全化方面发展。

近红外光谱技术在常用包装材料分类方法的研究与应用

目的探索近红外光谱技术在常见包装材料分类中的应用潜力。方法首先利用近红外光谱仪对PBS、HDPE、LDPE、LLDPE、PP、PS、POE、PPC、PBAT、PLA、PGA+PBAT这11类常用包装材料进行光谱数据采集,然后采用滑动平均(MA)、标准正态变量变换(SNV)、多元散射校正(MSC)对光谱进行预处理,使用支持向量机(SVM)、K-近邻(KNN)、决策树和随机森林4种模式识别方法建立定性判别模型,最后根据模型评价指标和混淆矩阵对模型的预测性能进行比较。结果SNV结合K-近邻的模型分类效果较优,准确率达到97.03%。结论基于近红外光谱仪的塑料鉴别研究为塑料回收和再利用提供了一种便捷、快速、无损的检测方法,具有较好的应用前景。

LDPE/m-nZVI复合膜的制备及性能

为克服脱氧剂小袋包装与食品混装带来的安全问题,采用硼氢化钾(KBH4)液相还原法制备了油酸钠(NaOl)改性纳米零价铁(m-nZVI),将其与低密度聚乙烯(LDPE)熔融共混后热压成膜,制备了包装用LDPE/m-nZVI阻氧复合膜。利用傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪、差示扫描量热仪、万能拉伸试验机和气体渗透仪对复合膜的结构与性能进行表征和测定。结果表明:m-nZVI和LDPE的复合是物理共混;加入m-nZVI后,LDPE的热稳定性基本不变;随着m-nZVI含量的增加,复合膜的抗拉强度和断后伸长率先增大后减小,m-nZVI质量分数为2%时,抗拉强度和断后伸长率达到最大,较LDPE膜分别提高了41.4%和23.4%;复合膜的氧气透过系数也呈现出先减小后增大,当m-nZVI质量分数为3%时,复合膜的氧气透过系数最小,较LDPE膜降低了40.9%。复合膜结晶过程中,m-nZVI起异相成核的作用,改善了复合膜的结晶行为,使复合膜的结构和性能得到改善,力学性能和阻隔性能都得到提高。

聚乙烯醇/橘皮果胶/阿魏酸复合包装膜的制备及性能研究

目的为开发一种具有抗氧化活性和紫外屏蔽性的聚乙烯醇复合包装薄膜,从橘皮中提取果胶,探索聚乙烯醇/橘皮果胶/阿魏酸复合膜的性能。方法首先用柠檬酸提取橘皮中的果胶,然后以阿魏酸为交联剂,用溶液共混浇筑法制备聚乙烯醇/橘皮果胶/阿魏酸复合薄膜。通过对复合薄膜结构、形貌、热性能、耐水性能、光学性能、力学性能、抗氧化性能的表征,考察不同含量的阿魏酸对复合薄膜的影响。结果果胶羧基与聚乙烯醇羟基形成酯键,阿魏酸与聚合物形成酯键与氢键,薄膜具有较好的热稳定性和紫外屏蔽能力,加入阿魏酸后薄膜的耐水性能显著提升,拉伸强度和抗氧化活性显著增加。其中,当阿魏酸质量分数为5%时薄膜水溶性降低了38.89%,耐水性能最佳。结论阿魏酸的加入提高了聚乙烯醇复合薄膜的耐水性能,薄膜具有良好的紫外屏蔽能力和抗氧化活性,是一种十分具有潜力的可持续包装材料。

PE-BW-SiO_(2)复合包装膜对草鱼保鲜效果的研究

目的开发一种具有优良理化性能,并能有效应用于草鱼保鲜的新型活性包装膜。方法采用聚乙烯为基膜材料,以蜂蜡和纳米SiO_(2)为活性成分,采用熔融共混和造粒吹膜工艺制备PE-BW-SiO_(2)复合包装膜。测定包装膜的力学性能、阻隔性能和疏水性能,并研究它在4℃贮藏条件下对草鱼的保鲜效果。结果通过添加BW-SiO_(2)活性成分,包装膜的力学性能、阻隔性能和疏水性能得到提高。其中,BW-SiO_(2)添加量(质量分数)为2%的包装膜的力学性能、阻隔性能等综合性能达到最佳水平。将不同包装膜包装的草鱼置于4℃下贮藏11 d,结果表明,与纯PE包装膜相比,添加BW-SiO_(2)功效因子的复合PE包装膜对草鱼的保鲜效果更好,能够减缓鱼肉的水分流失和脂质氧化反应,有效延缓鱼肉的腐败变质进程,从而延长鱼肉的贮藏期。结论PE-BW-SiO_(2)复合包装膜具有良好的理化性能和保鲜效果,它有效地阻隔了外界水分的渗透和氧气的进入,从而减缓了水分流失和脂质氧化反应,同时还能防止微生物的滋长。此包装膜有效延缓了草鱼的腐败变质进程,在4℃下贮藏时将草鱼的货架期延长至11 d。

具有高阻氧、阻湿性聚乳酸基共混膜的制备及其对酸奶的保鲜效果

目的提高聚(L-乳酸)(PLLA)薄膜的氧气(O_(2))、水蒸气(H_(2)O)阻隔性,解决延展性差等问题。方法采用熔融共混法分别将聚(对苯二甲酸己二酸丁二醇酯)(PBAT)、聚(L-乳酸-衣康酸丁二醇酯)(P(LA-BI))与PLLA共混制备薄膜。在此基础上,加入具有阻O_(2)、阻H_(2)O双功能的抗水解剂(Z)进行进一步改性。结果Z的添加(质量分数为6%)在保持PLLA/PBAT和PLLA/P(LA-BI)薄膜力学强度的基础上,将2种薄膜的断裂伸长率大幅提高至387%和316%,薄膜展现出优异的柔韧性;PLLA/P(LA-BI)/Z6膜的氧气透过率(OTR)和水蒸气透过率(WVTR)分别为6.4 cm^(3)/(m^(2)·d)和43.1 g/(m^(2)·d),较添加Z6前分别降低了54.6%和61.9%,薄膜获得了优异的O_(2)、H_(2)O阻隔性能。在酸奶的贮藏过程中,PLLA/PBAT/Z6组和PLLA/P(LA-BI)/Z6组酸奶的可滴定酸度在第21天时仍保持在合理范围内,达到了延缓酸奶贮藏过程中后酸化的效果。在后续的感官评定中相较于PLLA/PBAT组和PLLA/P(LA-BI)组,添加Z6组包装的酸奶获得了更高的评分。结论将具有阻O_(2)、阻H_(2)O双功能的Z6抗水解剂添加到PLLA基薄膜中改善了薄膜的延展性,提高了O_(2)、H_(2)O阻隔性能,同时在酸奶贮藏过程中起到良好的保质保鲜效果。因此,PLLA/PBAT/Z6和PLLA/P(LA-BI)/Z6薄膜可以代替市面上不可降解的酸奶包装材料进行推广使用。

镭射BOPP基膜循环拉伸力学性能的试验研究

目的为研究双向拉伸聚丙烯(Biaxially Oriented Polypropylene,BOPP)薄膜在重复拉伸使用后的弹性模量变化以及应变变化趋势。方法以26μm BOPP薄膜为研究对象,以1、1.5、2、2.5、3、3.5、4 N为最大加载力分别进行加载周期为15次的单轴循环拉伸试验,总结对比循环次数以及加载力对弹性模量及棘轮应变的影响,分析薄膜性能变化趋势。结果通过对比同一加载应力不同循环下的弹性模量以及棘轮应变,发现在预设加载力下随着循环次数增加,薄膜弹性模量呈增大趋势,且增大幅度逐渐减小,其棘轮应变与弹性模量变化趋势一致;通过取均值对比不同加载力下的弹性模量以及棘轮应变变化,发现薄膜弹性模量随加载力增大而先增大后减小,最大应变以及最小应变均随加载力的增加而增大。结论通过试验研究得出了BOPP薄膜在循环拉伸中弹性模量及棘轮应变随加载力、循环次数增大的变化趋势;对薄膜性能变化有了一定的预测,并为实际加工中的张力选择提供了指导性建议。

基于有限元修正法的薄膜温度本构构建及验证

目的由于薄膜在受力过程中易产生颈缩现象,且具有强烈的温度依赖性,现有工程应力-应变与本构模型均不能准确描述温度变化下的薄膜材料的载荷位移曲线,造成预测结果与实际严重不符,该问题亟待解决。方法在准静态拉伸(10 mm/min)与不同温度(-20、0、20、40、60℃)条件下,利用万能材料试验机对PE/PA/PE薄膜试样进行单轴拉伸试验,基于有限元修正法对材料的塑性应力进行修正,采用指数函数对PE/PA/PE薄膜的弹性模量、屈服强度进行描述,针对Johnson-Cook本构模型中的形函数进行修正,结合应变-温度耦合的温度项构建PE/PA/PE薄膜100%应变下的塑性应力-应变模型,在单层PE与五层PE/PA/PE/PA/PE薄膜中进行仿真验证。结果在-20~60℃下100%应变范围内薄膜颈缩从7.86 mm增加到8.12 mm;弹性模量、屈服强度与塑性应力随着温度的升高呈非线性降低;基于有限元修正法对真实应力应变进行修正并进行对比,发现相对误差由83.94%降低到4.73%;采用指数函数对弹性模量、屈服强度进行拟合,R2值分别为0.936和0.947;改进后的形函数与原模型对比,相对误差从42.5%降到6.49%;温度项与修正后的应力-应变最大相对误差为7.21%。将新构建的模型应用于PE与PE/PA/PE/PA/PE薄膜,最大相对误差为4.91%。结论在温度-20~60℃内,基于有限元修正法和修正后的本构模型能够很好地描述应变在100%以内的屈服强度、弹性模量和塑性应力随温度变化的规律,研究结果为薄膜的应用奠定了理论基础。

课程设计:从全生命周期角度看塑料包装材料的环境危害

将“环境伦理学”中的人与自然相结合的思政观展开,从塑料包装材料中复合软包装全生命周期与环境的层层对接角度出发,贯彻包装人以环境保护为己任的价值维度思政观。通过对复合软包装全部材料要素的全生命周期进行全面探讨,探查其环境危害性,展开环境伦理学解析,开展“知识、能力、价值”三维度教学,在提高学生课程兴趣和专业价值度的基础上,更加指向具有“工程—环境意识的卓越包装人”培养,并提升学生科研兴趣和素养。七步法教学可以体现该模式的教学成效,通过课堂参与度调查,该教学模式对学生吸引力大,大大增强了学生的专业自信,专业兴趣,在知识教学的过程中,提升了学生的能力,树立了环保理念,增强了专业环保能力。

一种食品包装用PET阻光母粒的制备和性能研究

本文采用钛白粉、紫外光吸收剂和PET共混制备一种高阻隔白色母粒。研究白色母在不同添加量时的物理性能和阻隔性能。结果显示,这种白色母添加到PET中能有效阻隔光线,在添加量为6%时,紫外光无通过被全屏蔽;添加量为10%时,光线被反射或吸收,遮光率为100%,能有效解决光照给食品带来的危害。同时,钛白粉无机粒子对体系具有增强增刚作用,随着白色母含量增加,增强增刚作用也随着增加。

2种pH敏感性石斛花色苷/壳聚糖复合膜的制备及性能研究

目的制备具有一定力学性能、阻隔性能和抗氧化活性的pH敏感性包装膜。方法以壳聚糖(CS)为基材,铁皮石斛花色苷(DOA)和紫皮石斛花色苷(DDA)为添加剂,采用溶液共混法制备铁皮石斛花色苷-壳聚糖复合膜(DOA-CS)和紫皮石斛花色苷-壳聚糖复合膜(DDA-CS)。通过扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对复合膜进行表征;研究DOA和DDA的质量分数对复合膜的物理性能、力学性能、热稳定性能和抗氧化能力的影响;通过复合膜对不同pH值的颜色响应考察其pH敏感性。结果DOA和DDA的添加显著改善了壳聚糖膜的力学性能、阻隔性能和热稳定性,特别是当2种花色苷添加量达到10%时,复合膜展现出最优的拉伸强度和较低的水蒸气透过率。在200~300nm内,复合膜均具有较好的紫外光阻隔能力。复合膜的抗氧化试验显示,添加DOA和DDA能显著提高膜的抗氧化能力,且DOA-CS的抗氧化能力优于DDA-CS的。此外,复合膜还表现出良好的pH敏感性,能够随pH值的变化而改变颜色,这为食品包装提供了潜在的新功能。结论DOA-CS和DDA-CS复合膜具有良好的应用前景,不仅可以作为食品包装材料,还可以作为食品新鲜度的指示剂。

改性水滑石/聚乙烯复合抗菌薄膜对菜心保鲜效果的影响

目的探究自制改性水滑石复合抗菌薄膜对菜心的保鲜效果。方法将5-甲酰基水杨酸插层的水滑石(FSA-LDHs)添加到线性低密度聚乙烯中,通过挤出流延工艺制备FSA-LDHs/PE复合抗菌薄膜,并进行菜心保鲜实验。将菜心分为FSA-LDHs/PE复合抗菌薄膜组、纯聚乙烯(PE)薄膜组、无包装组,在(4±1)℃条件下储存11 d,定期取出菜心样品进行品质指标表征,通过对比菜心相关品质指标评价其保鲜效果。结果自制FSA-LDHs复合抗菌薄膜的结晶性提高,比纯PE薄膜的氧气透过率降低了81.2%,水蒸气透过率降低了46.9%,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌能力分别提升了29.6%和22.7%。有效降低了氧气和水蒸气透过率,提升了薄膜抗菌能力。在保鲜实验上,其抑制了质量损失率、丙二醛积累和过氧化物酶活性的增加,并减缓了茎部硬度、叶绿素、类胡萝卜素、维生素C、总酚和类黄酮含量的下降。FSA-LDHs/PE复合抗菌薄膜的保鲜效果优于纯PE薄膜组及无包装组。结论FSA-LDHs/PE复合抗菌薄膜较纯PE薄膜对菜心有更好的保鲜效果,能够将其保质期延长3~5d,可替代纯PE薄膜用于果蔬保鲜。

PBAT/PLA薄膜在受控堆肥条件下的生物降解性能

为了快速检测聚己二酸—对苯二甲酸丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)薄膜的生物降解性能,参考GB/T 19277.1—2011的检测方法,针对堆肥水分含量对实验进行了优化,研究了薄膜在受控堆肥条件下的最终需氧生物分解能力。结果表明,45%的含水量最有利于堆肥降解实验的进行,以腐熟堆肥为接种物建立的测试方法满足标准要求,所测试薄膜的最终生物分解率和相对生物分解率均大于90%,可完全降解。堆肥实验过程中薄膜的累积二氧化碳(CO_(2))释放量、生物分解率、相对生物分解率随时间的变化情况一致,随时间变化先增大后减小,最后趋于稳定,呈S型曲线。“迟滞—生物分解—平稳”三阶段的表现与微生物的生命活动有关。

《塑料包装》组织“国际塑料橡胶工业展览会”观展优惠活动

“CHINAPLAS第三十六届中国国际塑料橡胶工业展览会”定于2024年4月23–26日在上海虹桥国家会展中心举办,将启用上海国家会展中心的15个展厅,以逾38万平方米的展示面积吸纳全球超过4,000家展商。为方便相关企业人员观展,同时享有更多的便利和福利,《塑料包装》杂志社受此次会展举办方诚邀,组织相关企业报名观展,享有免入场费(80元/人)、餐券(展期每位团员限领1张,数量有限,领完即止)、免费领取观展资料等优惠活动。

功能性塑料包装薄膜论略

论述了包装与商品间的关系,指明塑料包装是包装的一个支柱产业,发展功能性塑料包装薄膜不仅是当前的需要,而且是包装领域中的一个永恒的主题;在对当前常用功能性塑料包装薄膜简单介绍的基础上,对阻隔性塑料包装薄膜,进行了较为详细的介绍。最后强调了绿色包装与功能性包装,犹如塑料包装战车的两个轮子,缺一不可,在开发功能性塑料包装薄膜的同时,必须高度重视包装的“绿色化”问题。

再生塑料管控政策及其智能鉴定研究综述

对全球多个国家,特别是欧美国家和中日韩等亚太国家,塑料生产、回收和再利用的相关政策和法规进行了梳理;对再生塑料成分和含量的鉴定技术进行了归纳总结。研究结果表明:发达国家和发展中大国对塑料管控相对较好,既有近期规划又有远景目标;再生塑料的鉴定技术和方法正在快速发展和完善。在不远的将来,会实现塑料的高效回收和循环利用,也会开发出简便、快速、精准的再生塑料鉴定方法。