聚乙烯醇/ZIF-8复合膜的制备及吸附性能

通过溶液流延法制备了聚乙烯醇/ZIF-8复合膜,采用SEM、FT-IR、XRD、TGA、BET等对聚乙烯醇/ZIF-8复合膜进行表征,并探究了复合膜的水稳定性、机械性能,以及对刚果红(CR)的吸附性能。结果表明:聚乙烯醇与ZIF-8材料复合后能改善聚乙烯醇的热稳定性,增加膜表面粗糙度;吸附过程以化学吸附为主,通过内部扩散控制吸附速率,符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附曲线;ZIF-8质量分数为10%时制备的聚乙烯醇/ZIF-8复合膜,在温度20℃、刚果红溶液质量浓度95 mg/L时,对刚果红的最大吸附量达159.63 mg/g,使用4次后仍能保持93%的吸附效率。

基于反应性水汽高阻隔环烯烃共聚物复合膜的制备和多性能优化

针对现有柔性高分子复合膜水汽阻隔性能偏低,且水汽透过率、机械力学强度和光学透过率等多性能难以同时优化的矛盾问题,开发了一种新型氧化镁掺杂环烯烃共聚物复合膜(MgO/COC)。探索了MgO含量对复合膜力学性能、热性能、疏水性能以及水蒸气阻隔性能的影响。研究结果表明,MgO在COC复合膜中具有良好的分散性。当1%(质量分数)MgO掺杂COC时,接触角达到最高(106.8°),表明MgO/COC复合膜具有良好的疏水特性。复合膜的水蒸气阻隔性能比纯COC膜提高了63.1%,最小水汽透过率达到0.21 g/(m^(2)·d),是目前公开报道掺杂型高分子复合膜水汽透过率的最低值。优异的水汽阻隔性能归因于MgO与水汽反应特性形成了氢氧化镁,同时氢氧化镁具有优异水汽阻隔性能。该复合膜双机制水汽阻隔特性为食品包装和医药包装的水汽阻隔设计提供新的思路。

LLDPE/碳纤维网复合膜的制备及性能

为了提高线型低密度聚乙烯(LLDPE)的拉伸强度和模量,将碳纤维(CF)梳理成均匀的碳纤维网,将其作为增强材料与LLDPE复合制备LLDPE/CF复合膜,综合利用热失重分析(TG)、扫描示差量热分析(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)及拉伸测试等手段分析碳纤维网含量对复合膜结构及性能的影响。结果表明:与LLDPE膜相比,LLDPE/CF复合膜的拉伸强度和杨氏模量显著提高并随碳纤维网含量增加而增大,当碳纤维网质量分数仅为1%时,拉伸强度从10.6MPa提高到28.7MPa,提高了171%,杨氏模量由75MPa增大到1119MPa,约提高到原来的15倍;碳纤维网的引入有利于LLDPE/CF复合膜热稳定性能的提高,当碳纤维网含量仅为1%时,LLDPE/CF的初始热分解温度和最大热分解速率温度与LLDPE相比分别提高了21℃和11℃;碳纤维网的引入促进了LLDPE分子链的结晶,使LLDPE/CF复合膜的结晶度增大,有利于拉伸强度和模量提高;SEM结果显示碳纤维网与LLDPE基体间的界面结合较强,有利于力学性能的提高。研究成果可为高性能聚合物/碳纤维复合材料的制备提供实验依据和理论指导价值。

聚乳酸-酪蛋白基复合膜性质及其在草莓保鲜中的应用

以聚乳酸(poly lactic acid,PLA)、酪蛋白(casein,CN)为基质,利用静电纺丝技术制备了负载黄芩苷的复合膜,研究了CN和PLA不同配比下复合膜的微观结构、亲水性、降解性、溶胀性等,评价了复合膜包装对草莓果实硬度、可溶性固形物含量、失水率等指标的影响。结果显示,在PLA中添加CN后,复合膜纤维直径减小,成纤性能下降;当CN与PLA质量比为1∶1时,纤维直径均匀,成纤能力较好,为最佳配比。最佳条件下,复合膜的水接触角为(122.90±4.08)°,显著低于PLA膜;降解率为(45.31±3.35)%,显著高于PLA膜;吸水溶胀率约为150%,而PLA膜仅为(8.82±0.62)%。草莓保鲜试验表明,经复合膜包装后,草莓果实的硬度、可溶性固形物含量显著高于对照组。研究结果可为PLA、CN在果蔬保鲜材料制备中的应用提供参考依据。

烷基化对竹粉/玉米醇溶蛋白复合膜材料性能的影响

为实现玉米蛋白废弃物的高值化利用,以竹粉、玉米醇溶蛋白为原料制备复合膜材料,探究烷基化处理对竹粉/玉米醇溶蛋白复合膜材料性能的影响。结果表明:适宜浓度的硅烷偶联剂降低了竹粉的极性,提高了竹粉与玉米醇溶蛋白的相容性,延缓了玉米醇溶蛋白的热分解速率,提高了玉米醇溶蛋白的热稳定性,改善了竹粉/玉米醇溶蛋白复合膜的拉伸强度与断裂伸长率。其中,硅烷偶联剂和二氧化硅联合处理竹粉所制备的玉米醇溶蛋白复合膜材料在本研究中表现出最佳的综合力学性能,其拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率分别为0.23 MPa、4.67 MPa、408.07%。本研究结果可为生物质/玉米醇溶蛋白复合材料性能的提升提供技术支持。

微晶纤维素改性聚乙烯醇复合膜的性能及其作用机理

从麦秆中提取微晶纤维素(MCC),将其加入到聚乙烯醇(PVA)中对其进行改性,通过共混、流延制备了PVA/MCC复合膜。研究了NaOH用量对麦杆纤维素收率的影响,以及MCC用量对复合膜力学性能和热性能的影响,并考察了PVA/MCC复合膜的结构、微观形貌。结果表明:当NaOH质量分数为4%时,麦杆纤维素收率最大,为53.9%;加入MCC后,PVA/MCC复合膜的热稳定性提高;复合膜的力学性能随着MCC用量的增加先上升后下降,当MCC用量为9%(w)时,复合膜的拉伸强度及断裂标称应变均最大,分别较纯PVA提升了约191%,636%;MCC用量为12%(w)时,MCC在PVA中团聚,形成明显的“海岛”结构,导致复合膜的力学性能下降。

甜橙精油-北五味子提取物复合膜的制备及其在冷鲜猪肉保鲜中的应用

为提高冷鲜猪肉的保鲜能力并延长其货架期,以甜橙精油(orange essential oil,OEO)、北五味子提取物(Schisandra chinensis extract,SCE)为活性成分,羧甲基纤维素钠(sodium carboxymethyl cellulose,CMC-Na)为成膜基质,采用流延法制备复合膜。利用单因素试验和正交试验优选复合膜的配制方法,以色泽、汁液流失率、pH值、感官评价、总挥发性盐基氮含量和菌落总数探究OEO-SCE复合膜对冷鲜猪肉保鲜能力的影响。结果表明,当CMC-Na添加量为1.0 g/100 mL、SCE添加量为0.9 g/100 mL、OEO添加量为0.2%(V/V)时,制备的复合膜综合性能最佳:断裂伸长率为(63.860±0.120)%,抗拉强度为(8.800±0.049)MPa,水蒸气透过率为(2.360±0.070)g·mm/(m^(2)·h·kPa)。用该膜包裹冷鲜猪肉进行保鲜,与未包膜组相比,色泽及感官评分有明显提升,可以有效降低贮藏期内的总挥发性盐基氮含量、pH值、汁液流失率及菌落总数,贮藏期从6 d延长至8 d。由此可见,OEO-SCE复合膜可以抑制冷鲜猪肉在贮藏期内的腐败变质并延长其贮藏期。

聚酰亚胺复合膜的制备及其在沼气提纯中的应用

为解决沼气分离过程中单级膜过程产物CO_(2)纯度低及CH4的损失率较高等问题,通过界面聚合法制备了具有超高分离性能的具有聚酰亚胺分离层的复合膜,研究了操作温度、进料侧压力及切割比等因素对分离效果的影响。结果表明:该膜适用的温度及压力范围较广,不同操作条件下的膜均表现出了优异的分离性能,产出的CO_(2)纯度高,CH4的损失率低。低温、低压、低切割比有利于渗透侧高纯CO_(2)的输出;高温、高压、低切割比则有利于渗余侧CH4的回收。使用该膜模拟沼气分离,在切割比为0.1下操作,当进气压力为0.2 MPa、温度为25℃时,通过单级膜过程,渗透侧可得到99%的CO_(2),渗余侧CH4回收率可高达99%。在很宽的操作范围内,本文制备的复合膜在沼气中CO_(2)组分分离时,CH4损失率可控制在1%范围内,是理想的CO_(2)/CH4分离膜。

PVDF/TiO_(2)@MoS_(2)纤维复合膜的制备及光催化性能

含大量有机染料的废水对环境的污染日益严重,光催化分离膜的研究备受关注。本研究先通过静电纺丝法制备了PVDF/PEMA膜,后进行酸处理制备出富羧基PVDF纤维复合膜,最后通过水热反应在膜表面原位沉积TiO_(2)@MoS_(2)微纳米颗粒,制备出在太阳光下具有较高催化活性的PVDF/TiO_(2)@MoS_(2)纤维复合膜。结果表明MoS_(2)的加入可以有效降低纤维复合膜禁带带隙能量,从而提高纤维复合膜的光催化活性;在光照4 h后对RhB的降解率达到97.1%;连续5次吸附-降解实验,纤维复合膜对RhB的降解率仍达到95%以上,表明该纤维复合膜具有优异的可重复使用性。因此,该膜在染料降解方面具有潜在的应用前景。

空气除湿用抗菌透湿复合膜的制备

为提高膜式全热交换器的除湿性能并使膜具备抗菌性能,以LiCl为亲水添加剂,AgNO_(3)为抗菌剂,添加到聚乙烯醇(PVA)水溶液中制成铸膜液,以聚丙烯(PP)膜为支撑层,制备了一种抗菌透湿复合膜。搭建了薄膜透湿性测量平台,测试了复合膜的水蒸气透过量,对复合膜的抗菌性进行了检测。结果表明,复合膜的水蒸气透过量随LiCl含量的增加而增加,LiCl含量为5%的复合膜是不含LiCl复合膜的1.79倍,是商用纸膜的2.67倍。加入AgNO_(3)后薄膜的透湿性没有明显变化,抗菌实验结果显示,复合膜对表皮葡萄球菌、大肠杆菌有抗菌作用,对表皮葡萄球菌的抗菌作用更强。

壳聚糖基多糖复合膜在食品包装中的研究进展

从力学性能、阻隔性能和抗菌活性等方面出发,综述了壳聚糖/纤维素、壳聚糖/淀粉、壳聚糖/果胶等壳聚糖基复合膜在食品包装中的研究进展,为壳聚糖基复合膜的研究提供了参考。

多尺度粒子调控功能复合膜的数值计算

以聚碳酸酯基体与荧光粉粒子构成的功能复合膜为研究对象,结合实验和蒙特卡洛计算机数值计算方法,研究了荧光粉粒子粒径和含量对复合膜光通量与色温的影响。结果表明:荧光粉粒子含量相同时,随着粒径增大,光通量表现为先升高后降低的趋势,在粒径为4.0μm时均具有最大值,色温则表现为先降低后升高的趋势;荧光粉粒子粒径相同时,粒径为0.8~4.0μm,光通量与含量表现为正相关趋势,粒径为4.0~16.0μm,光通量与含量表现为负相关趋势;最优组合为原始掺杂荧光粉粒子粒径为8.0μm,质量分数为25%,搭配粒径为4.0μm,质量分数为75%,对应的光通量为139.81 lm,色温为4 257 K。

高湿度下具有荧光指示功能的PET复合膜的制备与性能

为了制备出能在高湿度、易结雾环境下可持续发光的薄膜,以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜为基底,将具有优异疏水功能的新型稀土发光配合物和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)均匀分散制成发光涂覆液,通过涂覆刮膜技术,制备出PET-PMMA发光复合膜,并对其进行测试表征。荧光分光光度计和共聚焦显微镜测试的结果表明:发光材料占聚合物PMMA的质量分数为1.50%时所制备的PET发光膜具有良好的表面均匀性和最佳的荧光性能,荧光强度可达到9979 a.u.,在不同激发波长下PET-PMMA发光复合膜均可以显现出发光材料中Eu3+的特征荧光发射峰;测得发光复合膜的最佳紫外激发波长为350 nm,在最佳激发波长下发光复合膜具有较好的色纯度;通过对比发光复合膜浸泡在水溶液7 d内每天的荧光强度值,发现在发光材料仅有1.50%的前提下,样品的荧光强度损失仅有5%,这表明所制备的发光复合膜遇水易猝灭的弊端得到极大改善,这为PET农膜在潮湿、易结雾环境下实现长期稳定的荧光指示功能提供了重要基础。

Ag/TiO_(2)/Ag_(3)PO_(4)-LNCF/淀粉复合膜的制备与保鲜性能研究

为改善果蔬保鲜中的微生物侵染和乙烯催熟问题,采用原位沉淀和辐照法合成Ag/TiO_(2)/Ag_(3)PO_(4)(ATAP)三元异质结光催化剂,利用流延法制备ATAP-木质纳米纤维素(LCNF)/淀粉复合膜。探究ATAP负载条件、光催化剂类型对乙烯的吸附、分解性能,以及抑菌效果的影响。利用SEM观察复合薄膜的微观形貌,评估不同光催化薄膜对南瓜的保鲜效果。结果表明,适宜的ATAP掺杂量能使光催化剂均匀分散在淀粉膜基质中,从而提升其光催化性能;当ATAP外掺杂量为3%、内掺杂量为2%时,复合膜具有最佳的乙烯分解性能和抑菌效果,其分解率为7.73%,抑菌圈直径为11.46 mm。复合膜具有较好的南瓜保鲜作用,保鲜7 d后的南瓜表面与内部的霉菌覆盖面积显著降低,失重率减小至28.27%;复合膜对金黄色葡萄球菌和霉菌均具有显著的抑制效果,其菌落总数、金黄色葡萄球菌数和霉菌数分别为5.55×10~4,4.95×10~4,3.00×10~4 CFU/g,均优于其他材料及对照组。研究为果蔬保鲜新材料的开发提供理论参考。

药品包装用复合膜封边装置结构设计

本文以药品包装用复合膜封边装置为研究对象,基于CAD技术,对药品包装用复合膜封边装置中上料装置和封口装置、展平装置等进行设计。能够减少人工劳动成本,能够完成自动上下料,可以自动将塑料袋封口处展平的塑料封边装置,保证了封边的成功率。

纳米微晶纤维素复合膜的制备及性能分析

以具有可持续性和环保特点的棉纤维为原料制备纳米微晶纤维素(NCC),再通过硫酸水解法简单高效地制得NCC悬浮液,将该悬浮液与壳聚糖混合,制备出NCC复合膜.利用万能试验机测试NCC复合膜的力学拉伸性能,同时用拟杯子法测试NCC复合膜的透湿性、用覆盖油脂的过氧化值测试NCC复合膜的阻氧性、用分光光度计测试NCC复合膜的透光性、用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌测试NCC复合膜的抗菌性,最后用细胞培养试验评估复合膜对人体细胞的毒性.结果表明,NCC用量在45%质量分数时,制备的NCC复合膜拉伸强度最大、力学性能最高、断裂界面更粗糙;NCC复合膜水蒸气透过率保持在2.8×10^(-11) g·(m·s·Pa)^(-1)以上;NCC复合膜氧气阻隔性的过氧化值在2.0以上;经过与NCC复合膜32 min的接触,金黄色葡萄球菌和大肠杆菌接近完全被杀灭;24 h人体细胞存活率在70%以上.综上,所制备的NCC复合膜性能优良,值得开发.

淀粉醛强化大豆分离蛋白/槲皮素复合膜制备及性能研究

目的探究淀粉醛(dialdehyde starch,DAS)对大豆分离蛋白(soy protein isolate,SPI)/槲皮素(quercetin,QR)复合膜特性的影响。方法以青稞淀粉为原料,通过高碘酸钠氧化制备了DAS,以SPI为基质,以DAS和QR为添加物,以拉伸强度、水分阻隔性能、抗氧化性能为指标进行单因素试验,通过响应面优化试验筛选出DAS强化的SPI/QR复合膜最佳制备条件后,对复合膜的微观结构进行表征,并对其物理学性能进行测试。结果DAS强化的SPI/QR复合膜最佳制备条件为每100 mL蒸馏水中添加SPI 6.00 g、pH为8、DAS 5%、QR 4%、DES 25%(DAS、QR、DES以SPI质量计)。在此条件下,薄膜的拉伸强度为(7.37±0.39)MPa、水蒸气透过系数为(3.54±0.29)×10^(-11)g/(m·s·Pa)、抗氧化活性为(70.88±0.40)%。结构表征结果表明,DAS的添加使得该复合膜分子间形成了共价亚胺键,表面结构及横断面结构更加致密。此外,该复合膜具有较好的热稳定性、紫外阻隔性、疏水性。结论DAS处理改善了SPI/DAS/QR复合膜的内部结构,提高了复合膜的拉伸、耐水、抗氧化性能、热稳定、紫外阻隔、疏水性能。本研究可为基于SPI可生物降解薄膜的开发及应用提供参考。

花生壳黄酮-海藻酸钠/低酰基结冷胶复合膜在冷鲜猪肉保鲜中的应用

为提高冷鲜猪肉的货架期,制备了不同质量分数(0.15%、0.30%、0.45%)的花生壳黄酮(peanut shell flavonoids,PSFs)-海藻酸钠/低酰基结冷胶(sodium alginate/low-acyl gellan gum,SA/LGG)复合膜,并将其用于改善冷鲜猪肉的贮藏品质。结果表明,PSFs增加了PSFs-SA/LGG复合膜分子间的相互作用;在显著提高复合膜的厚度、拉伸强度和阻隔性能(P<0.05)的同时,也降低了其透光率和断裂伸长率(P<0.05)。与对照组相比,PSFs-SA/LGG复合膜能有效抑制冷鲜猪肉贮藏期间菌落总数、pH值、总挥发性盐基氮值的上升,延缓脂质的氧化,将冷鲜猪肉的货架期延长至9 d。因此,PSFs-SA/LGG复合膜有望作为生物活性材料应用于食品保鲜领域。

基于金属纳米粒子的活性包装复合膜在生鲜食品保鲜领域的研究进展

近年来,人们对生鲜食品品质的关注不断提高。如何减少其腐败损失并保障消费者的食用安全对于支撑食品行业高质量发展、满足人民日益增长的美好生活需要具有重要意义。活性包装复合膜在改善生鲜食品品质方面作用显著。其中,基于金属纳米粒子与聚合物复合制得的复合膜能够抑制细菌的生长和代谢,减缓食品氧化过程,减少贮藏微环境中的有害成分,提高食品的安全性并延长保质期。金属纳米粒子/聚合物复合膜现已成为食品保鲜领域的研究热点。基于此,本文首先归纳总结了金属纳米粒子/聚合物复合膜的制备方法及特点;随后,从抗菌、抗氧化、清除乙烯、高阻隔性等方面综合分析了复合膜的保鲜机制,探讨了复合膜的传感功能及其生物安全性;最后,阐述了复合膜应用当前面临的挑战,并展望了未来发展的机遇,以期推动复合膜在生鲜食品包装领域的研究和应用。

界面聚合法制备低压中空纤维纳滤复合膜

现有中空纤维纳滤膜在实际应用中能耗较高.采用干湿法纺丝技术制备聚砜(PSf)中空纤维超滤膜作为基膜,分别选用哌嗪(PIP)和均苯三甲酰氯(TMC)为水相单体和有机相单体,通过界面聚合工艺的优化,成功制备了低压中空纤维纳滤膜.用扫描电子显微镜和原子力显微镜对膜表面形貌进行表征,用傅里叶变换红外光谱仪和X射线光电子能谱仪分析膜表面的化学结构和元素组成,测试了复合膜的表面水接触角、Zeta电位、截留分子量和孔径分布,研究了单体浓度、界面聚合反应时间以及测试压力对复合膜性能的影响并确定了最佳的工艺条件.结果表明,优化的低压中空纤维纳滤膜具有低交联度的聚酰胺功能层,在0.2 MPa的测试压力下,纯水通量达到(16.0±0.4)L/(m^(2)·h),对质量浓度为1 g/L的盐溶液的截留率为Na_(2)SO_(4)(94.2%±0.9%)>MgSO_(4)(92.2%±0.9%)>MgCl_(2)(51.0%±0.5%)>NaCl(9.5%±0.3%),表现出优异的Na_(2)SO_(4)/NaCl选择性.