聚多巴胺包覆Zn-Ti水滑石的制备、抗紫外性能及其在日化防晒中的应用

传统防晒剂,特别是二苯甲酮等有机紫外吸收剂,由于其具有很强的光活性和皮肤渗透性,可能会对人体造成一些损伤,甚至诱发癌症。因此,开发高效且安全的新型防晒剂具有重要实际意义。以无水醋酸锌(Zn(Ac)_(2))、四氯化钛(TiCl_(4))和盐酸多巴胺为原料,以乙醇/水溶液为溶剂,利用水热法制备了聚多巴胺(PDA)包覆的Zn-Ti水滑石(P@ZTL)复合粒子,并将其作为唯一防晒组分制备防晒霜样品。对P@ZTL的化学结构、组成、微观形貌、抗紫外性能、自由基清除性能及细胞毒性进行了研究,并对防晒霜样品的防晒性能进行了测试。结果表明,P@ZTL的结构为粒径1~5μm的PDA包覆ZTL复合粒子,比表面积为145.916 m^(2)/g;复合粒子具有典型的介孔结构,孔隙率为0.154 cm^(3)/g;复合粒子具备高效紫外吸收和活性氧自由基清除能力,且无细胞毒性;由P@ZTL制得的防晒霜具有优异的防晒性能,能够保护成纤维细胞在紫外光照射下保持形态并存活,并且添加了质量分数10%和15%P@ZTL的防晒霜样品的防晒指数(SPF)分别达到了47.3±2.3和75.1±3.1,完全可以满足日常防晒需求。因此,合成的P@ZTL防晒剂在化妆品领域具有很大的应用前景。

TBHQ抗氧剂对全氟磺酸质子交换膜的耐久性影响

系统研究了一种低成本工业抗氧剂-特丁基对苯二酚(TBHQ)对全氟磺酸(PFSA)质子交换膜耐久性的影响,由于这种抗氧剂不会结合磺酸基造成质子传导能力损失,且迁移率低,因此有望在维持膜性能的同时提供优异的耐久性.首先通过流延法制备了PFSA/TBHQ复合膜,确定TBHQ最佳添加量为质量分数1%,膜的最适热处理温度为140℃,利用扫描电子显微镜、万能拉力试验机、热重分析仪、电化学工作站和燃料电池测试仪等多种仪器研究了膜的结构与性能.Fenton加速氧化性测试结果表明,降解24 h后复合膜的质子传导率比纯膜高45.1%;将膜制备成膜电极并利用开路电压保持法测试了膜电极的耐久性,结果表明,经过48 h的开路运行之后,复合膜的最大功率密度比纯膜高28.48%,同时膜电极寿命也显著提升.

高负载柠檬醛抗菌复合膜的制备与性能

使用抗菌包装材料是延缓水果腐烂变质的有效方法,从而可以最大限度地减少经济损失和健康危害。天然抗菌剂尤其是精油因其优异的抗菌性能,常被选为抗菌包装材料中的抗菌组分,但因其低水溶性、较差的稳定性和易挥发等因素导致所制得的材料机械性能较差且抗菌有效时间较短。因此,以壳聚糖(CS)与高相对分子质量羧甲基葡聚糖(HCMG)自组装形成的纳米颗粒为皮克林乳液(PE)的稳定剂,制备负载柠檬醛的皮克林乳液;再以CS、羧甲基葡聚糖(CMG)、聚乙烯醇(PVA)和PE为原料,通过溶剂流延法制备了复合膜。所制备的含负载柠檬醛的PE的抗菌复合膜(CS-CMG-PVA-PE1)的紫外-可见光透过率可达84%,拉伸强度达到32 MPa,断裂伸长率为130%,CO_(2)/O_(2)的透过率比为8。PE对柠檬醛起到了保护作用,不仅提高了柠檬醛在复合膜基材中的相容性,同时延长了包装材料的抗菌时间。更重要的是,复合膜共混液无细胞毒性,可以直接通过浸涂的方式在水果表面形成保护层,以提高水果的保质期,大大扩大了其易用性和使用范围。

生物降解聚己二酸丁二醇酯的制备及改性聚乙醇酸研究

聚乙醇酸(PGA)作为煤基生物可降解高分子材料,有着优异的力学性能和阻隔性能,但较差的韧性使得它难以大规模应用。本文设计了一种生物可降解聚酯聚己二酸丁二醇酯(PBA),并用其实现了PGA的显著增韧。以1,6-己二酸(AA)和1,4-丁二醇(BDO)为原料,在高真空条件下通过熔融缩聚制备了PBA,核磁共振波谱、傅里叶变换红外光谱和凝胶渗透色谱证明了PBA的成功制备,PBA的重均分子量为62506,多分散性指数为2.1。通过熔融共混将PBA、PGA和环氧扩链剂共混以增韧PGA,扫描电子显微镜(SEM)表明,环氧扩链剂可显著提高PGA与PBA的相容性,增容过后PBA分散相的粒径尺寸明显减小。力学性能表明,当加入环氧扩链剂和50 phr的PBA增韧后,PGA的拉伸强度能可达(48.6±2.5)MPa,断裂伸长率达458.3%±23.9%,缺口冲击强度(126.3±7.7)kJ/m^(2),断裂伸长率和缺口冲击强度较PGA纯样分别提高了43倍和46倍。

生物基粘合剂的研究进展

生物基粘合剂相对于石油基粘合剂具有原料来源广泛、无毒无害、环保可持续、生物可降解等优势,大力发展生物基粘合剂意义重大。本文综述了近五年生物基粘合剂的最新研究进展,重点介绍了几类目前应用较多的生物基粘合剂,包括蛋白质基粘合剂、单宁基粘合剂、木质素基粘合剂、多糖基粘合剂、植物油基粘合剂、硫辛酸基粘合剂等;再简述了生物基粘合剂的主要应用场景;最后,对生物基粘合剂目前存在的问题和未来的发展方向进行了总结和展望。

橡塑共混中橡胶相形态控制的研究进展——一种橡塑共混新技术

介绍了一种橡塑共混的新方法。该方法从橡塑共混中橡胶相形态调控的理论研究结果出发 ,研制出的粒径及其分布可控的纳米级全硫化粉末橡胶 ,它极易在塑料中分散 。

尼龙6/橡胶/天然粘土纳米复合材料的制备及其力学性能

采用一种新型的超细全硫化粉末橡胶/蒙脱土复合粉末(UFPRM),可以制备出剥离型的尼龙6/橡胶/天然粘土(尼龙6/UFPRM)纳米复合材料,所用的橡胶是一种具有特殊结构的超细全硫化粉末橡胶(UFPR)。微观分析表明,橡胶粒子在尼龙6基体中分散良好,同时天然粘土在橡胶粒子之间的基体中剥离。在一定份数下,复合粉末可以同时提高尼龙6的韧性、刚性及耐热性;随着复合粉末含量的增加,材料的冲击强度进一步增加。而且,复合粉末对高分子量尼龙6的增强、增韧效果好于低分子量尼龙6。进一步研究发现,在适当的剪切速率下,尼龙6/橡胶/天然粘土纳米复合材料可以获得较好的综合力学性能。

超细全硫化粉末丁腈橡胶对聚氯乙烯性能的影响

制备了PVC/超细全硫化粉末丁腈橡胶(NBR-UFPR)二元、PVC/NBR-UFPR/纳米CaCO3三元复合材料,研究了3种NBR-UFPR(平均粒径分别为150nm、90nm和70nm)对硬质PVC性能的影响.测试结果表明,3种NBR-UFPR均可同时提高硬质PVC的热稳定性、耐热性和韧性.透射电镜(TEM)照片显示,3种NBR-UFPR均能以单个粒子均匀分散在PVC基体中,NBR-UFPR与PVC相间的界面积大于传统的PVC/弹性体共混物.PVC/NBR-UFPR/纳米CaCO3三元复合材料具有更高的热稳定性、耐热性和韧性,TEM照片显示,在三元复合材料中,分散相粒子间的平均距离进一步减小.

超细粉末羧基丁苯橡胶改性酚醛模塑料的性能研究

采用新型超细粉末羧基丁苯橡胶(UFPRVP201)改性酚醛模塑料。力学性能研究结果表明,超细粉末羧基丁苯橡胶能同时提高酚醛模塑料的韧性、耐热性和刚性。TEM和SEM研究结果表明,UFPRVP201能在酚醛树脂中良好分散。特殊的改性效果是由于超细粉末橡胶在酚醛中分散良好,使橡胶相和树脂相之间的界面粘结力增大所致。

聚丙烯/超细丁苯胶粉/纳米碳酸钙三元复合材料的制备与性能

采用喷雾干燥方法得到丁苯橡胶 /纳米碳酸钙复合粉末橡胶 (RPS),探讨了RPS中苯甲酸钠用量以及丁苯橡胶与纳米碳酸钙质量比对聚丙烯 (PP)力学性能、耐热性和结晶性能的影响。结果表明,苯甲酸钠最佳用量为丁苯橡胶和纳米碳酸钙总用量的 10%;随着纳米碳酸钙用量的增加,体系中分散相粒径减小,结晶速率加快,材料的韧性、刚性和耐热性能提高。RPS对于不同熔体流动指数的PP具有不同的增韧增强效果。熔体流动指数越小,越有利于RPS在PP中的分散,体系韧性越高。此外,动态流变学研究表明,PP/RPS三元复合材料的熔体流变行为与纯PP类似,RPS的加入增加了PP的黏度,流动性能变差。

聚碳酸亚丙酯生物降解性能的表征、评价及研究进展

由于白色污染、全球变暖等环境问题越来越严重,二氧化碳基生物降解材料聚碳酸亚丙酯(PPC)受到了高度关注。但是,目前关于PPC的综述主要集中在PPC合成和PPC改性(针对耐热性、力学性能等),聚焦于PPC生物降解性能的测试、评价及研究进展的综述文章鲜见报道。针对PPC的生物降解特性,先介绍了PPC生物降解性能的测试方法和评估方法,综述了PPC生物降解性能的研究现状,最后总结了PPC生物降解研究中存在的问题,并从生物降解的角度展望了PPC未来的研究方向。

环氧油酸钙(锌)的合成及在PVC中的应用

以油酸、甲酸和双氧水为原料合成了环氧油酸,经复分解反应制得了环氧油酸钙(锌)盐,将其作为热稳定剂应用于PVC中,通过电导率、热老化以及热失重测试来考察环氧油酸钙(锌)的热稳定特性。研究结果表明:环氧油酸钙具有长期热稳定性,环氧油酸锌具有初期热稳定性,当环氧油酸锌/环氧油酸钙的比例为1∶3时,PVC的热稳定效果最好。

不同形态的纳米晶纤维素的制备及其性能研究

用硫酸酸解棉短绒制备纳米晶纤维素(CNC),并通过改变酸解时间得到不同形态的CNC。采用透射电子显微镜(TEM)、红外光谱分析(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位分析、热重(TGA)、流变行为分析对CNC进行结构、形态和性能表征。结果表明,随着酸解时间的延长,糖苷键断裂越多,得到的CNC由棒状的形态变成球状的形态;酸解时间越短,CNC表面的负电荷越少,而粒子分散得到的悬浮液粘度越大,具有更大的储能模量(G’)和损耗模量(G’’),显示出弹性凝胶状行为。此时,粒子结晶度较大,热稳定性较好,CNC-45对聚乙烯醇基体的增强效果较好。

基于非共价键制备高韧性可修复聚合物复合材料

以鞣花酸(ELA)改性氧化石墨烯(EGO)作为“砖”、聚氨酯(PU)作为“泥”,并引入非共价键,通过蒸发诱导自组装制备了可修复仿珍珠层复合材料(PU-EGO)。利用红外光谱、电位分析仪、X射线衍射仪等对EGO结构进行表征,通过万能试验机对PU-EGO的力学性能进行测试。结果表明:ELA吸附于GO表面,且当PU与EGO质量比为3∶1时,PU-EGO的拉伸强度和韧性分别达到111.2 MPa和81.5 MJ/m^(3)(相比PU分别提高了9.6倍和1.8倍)。此外,所制备的材料还具备良好的自修复性和重复加工性能。

聚氨酯预聚体的制备及其对淀粉/PBS复合材料的影响

采用聚己二酸-2-甲基-1,3-丙二醇酯二醇和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为原料,合成聚氨酯预聚体,其可以作为增容剂,提高淀粉/聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合材料的界面相容性。研究聚氨酯预聚体软段相对分子质量及预聚体含量对复合材料性能的影响,加入少量聚氨酯预聚体能显著提高复合材料的韧性。结果表明,以相对分子质量为3000的聚酯多元醇制备聚氨酯预聚体,当聚酯多元醇含量为5%时,复合材料的断裂伸长率从4.19%提高至130.55%,冲击强度从4.01 kJ/m^(2)提高至8.19 kJ/m^(2),复合材料的韧性得到显著提高,该复合材料未来可应用于餐饮材料领域。

用于肉类腐败监测的纳米银混合凝胶的简便制备

为检测肉类腐败产生的H2S,制备银纳米颗粒混合双醛淀粉-壳聚糖-聚乙烯醇甘油凝胶。以木薯淀粉为原料,通过氧化反应,得到具有强还原基团的双醛淀粉。以壳聚糖和聚乙烯醇为交联剂,以甘油为溶剂,通过交联反应和原位还原反应,得到银纳米颗粒混合双醛淀粉-壳聚糖-聚乙烯醇甘油凝胶。所得银纳米颗粒混合凝胶具有较高的机械强度和形状稳定性,且对于硫化氢有快速高效的响应而出现明显的颜色变化,可用于智能包装材料监测鸡胸肉和猪里脊肉的品质。

纳米晶纤维素改性及其功能性材料的研究进展

纳米晶纤维素(CNC)是一种具有优异性能的纳米粒子,对CNC的改性和其功能性材料的应用一直是研究的热点。本文综述了CNC改性的方法,包括小分子改性、偶联剂改性,自由基开环接枝和ATRP接枝、RAFT接枝改性,吸附改性和一些特殊的化学改性,并分析了CNC功能性纳米材料在生物药物、聚合物电解质、生物激发力学适应性纳米材料方面的研究进展。

多重响应性大分子荧光探针的合成与性能

由偶氮二异丁腈(AIBN)引发N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和N-丙烯酰氧基丁二酰亚胺(NA-SI)及3-丙烯酰氧基荧光素(Ac-Flu)进行三元共聚,得到P(Flu-co-NASI-co-NIPAM)三元共聚物。进而在碱性条件下使荧光小分子9-氨基吖啶(9AA)与共聚物中的丁二酰亚胺酯基反应,制得了温度和pH值多重响应性大分子荧光探针P(Flu-co-9AA-co-NIPAM)。利用FT-IR、1 H NMR、GPC、UV-Vis等对大分子荧光探针的结构及分子量进行表征,并用荧光光谱测定其水溶液的荧光强度。结果表明,当体系温度和pH值变化时,荧光颜色均可发生可逆转变,T<33℃(LCST)或pH值=8.9时呈现黄绿色,当T≥33℃或pH值=3.1时呈蓝色,该大分子荧光探针具有多重响应性。

食品生态包装材料的研究进展

由于传统塑料包装材料的广泛使用,使得地球的环境污染日趋严重。食品包装材料是目前包装材料中使用量最大、应用最广的一种,也是引起环境污染问题的主要来源之一。解决食品包装材料引起的环境污染问题,可以很大程度上解决包装材料引起的环境问题,而生态化是解决食品包装材料造成环境污染的有效途径。本文综述了目前已有的几种食品生态包装材料的发展现状,并对食品生态包装材料的未来发展趋势做出了一定的探讨。

三元共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)的制备与膜性能研究

以聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA)、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯(DEAEMA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为共聚单体,采用自由基聚合法合成一系列三元无规共聚物P(PEGMA-co-DEAEMA-co-MMA)(PEDM)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1 H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)和动态热机械分析仪(DMA)等对无规共聚物的结构及性能进行了表征。采用溶剂挥发法将共聚物制备成膜,接触角测试表明共聚物膜具有一定的pH值响应性;改变溶剂种类还可以调控膜的浸润性及表面形貌,并研究了不同膜表面的细胞粘附行为。