纤维性能对纸张水蒸气阻隔性能的影响

本研究利用不同种类、不同程度打浆处理及硅烷化改性的纸浆纤维,制备物化性能不同的纸张,调控纸张的三维孔隙结构,从纤维的物理性能和化学疏水改性对纸张结构影响的角度,探讨纤维性能(打浆度、纤维长度及分布、保水值、纤维形貌和亲/疏水性等)对纸张水蒸气阻隔性能的影响。结果表明,纸张的水蒸气阻隔性能受纤维打浆度和亲/疏水性的影响较大。测试条件(23±0.5)℃、相对湿度(50±1)%时,打浆度从13.5°SR增至90°SR的未漂化学针叶木浆制备的定量60 g/m^(2)纸张的水蒸气透过率从954.5 g/(m^(2)·d)降低至93.77 g/(m^(2)·d);测试条件为(23±0.5)℃、相对湿度(75±1)%时,疏水改性纤维纸张比未改性纤维纸张的水蒸气透过率降低了11.6%,纸张的水蒸气透过率受疏水改性纤维配抄比例的影响较大。

中空容器对水蒸气阻隔性的测试方法应用与比较

中空容器通常具有阻隔性，以满足对内容物产品保质期的需求。因此，作为中空容器关键指标之一，如何实现阻隔性的有效检测是行业内较为关心的技术问题。通过比较传统称重法与现今逐渐推广使用的传感器法在测试容器对水蒸气阻隔性的原理、方法、操作过程及试验结果的优缺点，并以典型应用为例，详细介绍两种快速精确测试中空容器透湿性的电解传感器法与红外传感器法，实现了各种中空容器的良好与准确测试，以供相关行业在容器阻隔性检测技术选择上有所参考。

纸基材料水蒸气阻隔性能的研究现状及发展趋势

本课题从纸基材料(PBM)的多层级结构和物化改性方法的角度,系统阐述了PBM水蒸气阻隔性能的研究现状及发展趋势。首先,分析了水蒸气阻隔的特殊性及在PBM不同层级结构上的传输机制;其次,论述了PBM的3D网络内部结构修饰处理对水蒸气阻隔性能影响的研究进展;再次,基于PBM界面结构的改性研究,对比分析了各类阻隔性涂层对水蒸气阻隔性能的影响;最后重点总结了超疏水PBM的研究现状,分析了超疏水性能和水蒸气阻隔性能之间的协同对立关系,探讨了改善超疏水PBM水蒸气阻隔性能的必要性,并为超疏水PBM实现实际应用提出了研发思路和方向。

熔融共混制备聚己内酯基水蒸气阻隔材料及其阻隔性能

通过熔融共混制备了具备高水蒸气阻隔性能的可生物降解聚己内酯/三硬脂酸甘油酯(PCL/C18)复合材料。在相对湿度为90%RH时,添加30%的C18使复合材料的水蒸气渗透率由1.80^(-13)g·cm/(cm^2·s·Pa)(纯PCL)降低至0.58^(-13)g·cm/(cm^2·s·Pa),降低幅度达67.8%。结构分析表明,C18呈球状均匀分布在PCL基体中,并能大幅增加共混物的亲水接触角,既能有效构筑复合材料疏水性表面,又可增加水蒸气在材料中的扩散路径,获得阻隔性能优良的PCL/C18体型阻隔材料。该方法通过简单的一次熔融加工制备了具有高水蒸气阻隔性能且力学性能良好的材料,具有潜在应用价值。

多糖聚合物涂层对纸基包装材料水蒸气阻隔性能的研究进展

纸基包装材料在一定湿度环境中具有较高的水蒸气渗透性,这极大地限制了其在食品包装领域的广泛应用。多糖聚合物涂层的纸基包装材料充分利用多糖聚合物良好的成膜性能和生物相容性及木质纤维材料优异的强度性能,在水蒸气高阻隔材料领域具有一定的应用潜力。本文介绍了4种常用多糖聚合物(纤维素、淀粉、壳聚糖和海藻酸盐)的理化性质,从传质小分子性质(极性和非极性)考虑,分析了多糖聚合物本身的结构特点及其在水蒸气阻隔方面存在的问题;重点探讨了通过化学改性(酯化、醚化、接枝和交联等)和使用有机/无机纳米填料(纤维素纳米晶、纳米黏土和纳米金属氧化物等)提高多糖聚合物涂层水蒸气阻隔性能的研究进展;最后,提出了多糖聚合物涂层纸基包装材料的未来研究方向及发展趋势。

凝聚态结构对PLA/PPC共混物结构及水蒸气阻隔性的影响

目的研究不同聚集态结构聚乳酸(PLA)/聚甲基乙撑碳酸酯(PPC)的相容性、晶体学结构特征及其水蒸气阻隔性能的演化,拓宽其在包装领域的应用范围。方法采用共混法并配合不同的热处理工艺,获得了3种不同凝聚态结构(非晶态、α’晶型、α晶型)的PLA/PPC共混物,并通过FT-IR、DSC、OM、SEM、XRD、DSC、水蒸气透过率测试进行分析和表征。结果分析结果表明,虽然PLA与PPC之间有一定的相容性,但整体上表现为热力学不相容。当热处理温度由80℃升高到130℃时,结晶态共混物PLA/PPC的晶体结构将由α’转变为α晶型。水蒸气透过率测试结果表明,具有α晶型的结晶态共混物对水蒸气具有最优的阻隔性能。不同凝聚态结构共混物的水蒸气渗透系数为非晶态>α’晶型>α晶型。结论不同聚集态共混物具有不同的结构及水蒸气阻隔性,α晶型优良的水蒸气阻隔性能主要归因于大分子链排列规整度更高,链与链之间产生更强的范德华力,进而延长了水蒸气的扩散路径,通过控制PLA/PPC共混物的聚集态,调整其结构及性能是一种有效的方法。

浅析BOPP/CPP复合膜的水蒸气阻隔性能

水蒸气阻隔性能是食品包装材料阻隔性能的主要性能之一,食品包装材料中复合膜的水蒸气阻隔性能的优劣直接影响到复合膜对其包装产品的保质能力。本文以BOPP膜和CPP膜之间厚度的变化,而对其组成的复合膜水蒸气阻隔性能的变化进行分析。

聚酰亚胺机械应力作用下的水蒸气阻隔性与分子构象机制

柔性器件使用过程中反复拉伸与折叠会改变封装材料微观结构,导致空气中的水等更容易进入器件内部,影响器件的性能和寿命。在微观层面理解拉伸过程中封装材料链构象变化和水蒸气阻隔性减弱机制有利于材料设计,从而改善封装材料的性能,延长柔性器件的使用寿命。目前,常规实验手段很难从微观层面上分析聚合物链构象的变化。本文选取12种聚合物柔性封装材料聚酰亚胺(PI),通过分子动力学模拟拉伸和拉伸过程中水蒸气阻隔性的衰减,探究杨氏模量、自由体积和PI链构象之间的关系,深入理解拉伸过程中水蒸气阻隔性发生衰减的机制,在以上基础上提出采用交联的方法改善拉伸过程中水阻隔性衰减的策略。以上结果对聚合物封装材料的分子设计具有参考价值。

PBAT/纳米蒙脱土复合薄膜的制备及水蒸气阻隔性能研究

利用双十八烷基二甲基氯化铵（D1821）对纳米蒙脱土（MMT）进行预处理和改性,得到MMT-D1821,然后采用涂膜法和流延法制备了聚己二酸-对苯二甲酸丁二醇酯（PBAT）/MMT-D1821复合薄膜。对PBAT/未改性MMT及PBAT/MMT-D1821复合薄膜的微观形貌、水蒸气阻隔性能和力学性能进行了研究。结果表明：与未改性MMT相比,MMT-D1821在PBAT基体中的分散状态得到改善,PBAT/MMT-D1821复合薄膜的水蒸气阻隔性能及力学性能均比PBAT/未改性MMT复合薄膜明显提升;采用涂膜法制备的复合薄膜较之流延法得到的薄膜具有更好的水蒸气阻隔性能。

壳聚糖/聚乙烯醇改善纸基材料的水蒸气和氧气阻隔性能研究

研究了壳聚糖和聚乙烯醇在改善纸基材料水蒸气(极性气体)和氧气(非极性气体)阻隔性能上的应用效果,探讨了壳聚糖/聚乙烯醇不同质量比和不同复合方式(共混和分层)对纸基材料水蒸气和氧气阻隔性能、机械性能和涂层稳定性的影响。结果表明,随着壳聚糖和聚乙烯醇质量比的降低,纸基材料的水蒸气阻隔性能逐渐增强,同时氧气阻隔性能逐渐降低;壳聚糖/聚乙烯醇分层涂布纸的水蒸气和氧气透过量均低于壳聚糖/聚乙烯醇共混涂布纸。当壳聚糖和聚乙烯醇的质量比为1∶1时,壳聚糖/聚乙烯醇分层涂布纸的水蒸气透过量和氧气透过量分别为9.36 g/(m^(2)·d)和31.93cm^(3)/(m^(2)·d);与纯壳聚糖涂布纸相比,水蒸气透过量降低了约92%,与壳聚糖/聚乙烯醇共混涂布纸相比,水蒸气透过量降低了约68%,氧气透过量降低了约67%。

异佛尔酮二异氰酸酯反应增容聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸生物降解阻隔膜的结构与性能

以异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯/聚乳酸(PBAT/PLA)共混物的增容剂,通过熔融共混法制备了PBAT/PLA/IPDI共混粒子并吹制得到薄膜。采用红外光谱、扫描电镜、差示扫描量热分析、拉伸试验、热重分析和水蒸气透过率测试等研究了不同含量IPDI对共混薄膜形态结构、结晶性能、力学性能、热性能和阻隔性能的影响。结果表明,IPDI的异氰酸酯基团能与PBAT和PLA发生化学反应,分散相尺寸变小,两相界面变得模糊,有效改善了共混物的相容性。随着IPDI含量的增加,共混物中PBAT的结晶度升高,薄膜的拉伸强度逐渐增大,水蒸气阻隔性能呈现先增大后减小的趋势。当IPDI质量分数为0.5%时,PBAT/PLA/IPDI薄膜的横纵向拉伸强度相较于纯PBAT/PLA薄膜分别提升了74.2%和28.6%,断裂伸长率维持在790%和244%,水蒸气透过率降低了38.2%,表现出良好的力学和水蒸气阻隔等综合性能。

蒙脱石改性环烯烃聚合物阻隔膜

为了提高环烯烃聚合物(COC)薄膜的阻隔性能,采用离子交换法制备有机改性蒙脱石(OMMT),通过熔融共混法将其与COC进行复合改性,制备了具有高阻隔性能的COC/低密度聚乙烯(PE-LD)/OMMT复合膜。利用傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、热重分析仪等对OMMT和COC/PE-LD/OMMT复合膜进行表征,并研究了OMMT含量对复合膜透光性能、力学性能、热性能、氧气阻隔性能以及水蒸气阻隔性能的影响。结果表明,OMMT的层间距增大为原来的3.12倍,且在基体中分散良好;COC/PE-LD/OMMT复合膜的玻璃化转变温度和熔融温度分别提高了3.87℃和1.56℃;复合膜的拉伸强度提高了37.95%;复合膜的氧气阻隔性能和水蒸气阻隔性能分别提高了75.93%和76.47%。COC/PE-LD/OMMT复合膜的的氧气阻隔性能与水蒸气阻隔性能提升显著,为食品包装和医药包装问题提供更佳安全的解决方案。

改性复合生物降解地膜的制备及玉米田间应用评价

[目的]使用生物降解地膜替代传统聚烯烃地膜已成为治理农业白色污染的一项重要技术。主流材料聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)在制备生物降解地膜时表现出优异的成膜性能,但其水蒸气阻隔性较差,导致降解时间短,限制了其在农用地膜方面的应用。因此,需要进行改性研究以解决PBAT生物降解地膜在拉伸强度、水蒸气阻隔性能和降解期等方面的不足。[方法]本研究将PA6(尼龙6)与PBAT相结合,使用高分子共混法制备PBAT/PA6改性生物降解地膜。该方法制备的生物降解地膜有效地将PBAT与PA6融合在一起,电子显微镜测试表明,混合地膜的表面和横截面均无明显缺陷。于2023年春玉米生长季,在北京顺义地区农田设置不同覆膜处理(PBAT地膜覆盖,PBAT/PA6-10地膜覆盖,PE地膜覆盖,不覆膜处理即CK)的田间对比试验,研究土壤温度、地膜田间降解情况、春玉米产量及其构成因素的变化。[结果]与纯PBAT生物降解地膜相比,本研究所开发的生物降解地膜的拉伸强度提高了约2.7倍,水蒸气阻隔性能提高了79.44%,功能期延长了30 d。玉米作物田间试验表明,改性生物降解地膜更适合农业生产,因其可提高隔热性和保湿性,使玉米产量较纯PBAT地膜提高7.03%,接近传统聚乙烯地膜产量。[结论]将PA6与PBAT材料相结合,开发出了一种新型复合生物降解地膜PBAT/PA6。PA6的加入与PBAT反应形成酰胺键使其整体结构具有稳定性,所制备复合生物降解地膜表面和截面形貌良好,内部无明显孔洞,较PBAT地膜表面更光滑,同时在力学性能和水蒸气阻隔性能上较纯PBAT地膜有显著提升,在田间试验过程中,复合生物降解地膜PBAT/PA6具有优秀的耐降解性能,延长了覆盖时间,并较纯PBAT地膜显著提高春玉米的产量。

海藻酸钠包装膜的性能提升研究进展

海藻酸钠是褐藻中一种大量存在的多糖类化合物,低热无毒、生物相容性好、可降解,具有良好的增稠性、成膜性及稳定性等特点,因此可作为环境友好型食品保鲜材料代替传统塑料保鲜膜。但是海藻酸钠膜存在机械性能、抗水性和抑菌性能较差等缺点,限制了其在食品包装领域的应用。大量研究表明,通过添加不同物质可以显著改善海藻酸钠成膜后的性能。本文综述了改善海藻酸钠膜拉伸强度、断裂伸长率、水蒸气透过率和抑菌性等性能提升的研究进展,分析了各物质之间的相互作用及对复合膜性能的影响,并对目前海藻酸钠膜存在的问题和发展前景进行了总结与展望,以期为海藻酸钠膜在食品包装领域的研究和应用提供参考。

透过率检测技术在食品包装材料阻隔性分析中的应用

食品包装对食品安全有很大影响,包装材料的氧气和水蒸气阻隔性是保护食品品质的重要因素。本文对国家标准及相关文献进行综述,详细阐述了食品包装材料的氧气及水蒸气阻隔性的各种检测方法原理,并对其进行比较,总结方法的适用性。氧气透过率检测有压差法和库仑计法2种方法,压差法的成本和精准度相对较低,库仑计法的成本和精准度均相对较高;水蒸气透过率的检测有红外检测器法和电解传感器法,其中红外检测器法优于电解传感器法。最后对透过率检测在食品包装材料领域的应用进行了介绍,同时对今后阻隔性研究的发展方向进行了展望。

高阻隔性卷烟盒包装纸的制备及其保润防潮保香性能研究

以环境友好型高分子材料聚乙烯醇为基体,利用天然油脂对其进行改性,开发出具有高阻隔特性的涂布液;将涂布液均匀涂覆于卷烟盒包装纸上,研究涂布前后盒包装纸水蒸气阻隔性能的变化及其对卷烟保润、防潮、保香性能的影响.结果表明:相比于未涂布盒包装纸,涂布型盒包装纸的水蒸气透过率大幅降低,最大降幅达到83.23%;在相同放置条件下,对比未涂布样品,使用涂布型盒包装纸的卷烟样品总失水量(干燥环境)降低了16.81%,总吸湿量(高湿环境)降低了18.03%,说明涂布型盒包装纸阻隔性能增强,可显著改善卷烟产品的保润和防潮性能;使用涂布型盒包装纸的卷烟挥发性香气成分的保持能力和综合感官品质也明显提升.

利用MOCON设备检测太阳能电池背板的水汽阻隔性能

太阳能背板材料和封装粘接剂的水蒸气阻隔性能(WVTR),影响太阳电池的使用寿命,为了实现对其水蒸气阻隔性能的完整测试,美国MOCON公司专门生产了红外法水蒸气透过率测试仪。

多孔聚氯代对二甲苯膜的表面润湿性和阻隔性能研究

聚氯代对二甲苯膜(PPXC膜)表面疏水性较低,同时其水蒸气阻隔性能还有待进一步提高。通过在其表面引入不同质量分数的热固性聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂层,调控PDMS热固化环境的相对湿度,从而调控涂层表面物理形貌,提高PPXC膜疏水性能和水蒸气阻隔性能。采用水滴接触角测试仪(WCA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和水蒸气透过率测试仪(WVTR)对PPXC膜表面的润湿性、化学组成、物理结构和水蒸气阻隔性能进行表征。结果表明,PPXC膜表面能够形成大面积的均匀多孔结构,其疏水性得到明显提高,表面接触角可以从86°提高到142°,同时其水蒸气阻隔性能也得到进一步提高,水蒸气透过率从5.26 g/(m2·d)下降为1.58 g/(m2·d)。

新型高阻隔药包PVC材料的研究及应用

开发新型药包PVC材料,由保护层、电镀层、电晕层、硬质PVC基层依次层叠加工而成药包PVC材料,实现了具有防潮、防氧等高阻隔性能(水蒸气透过量≤2.5 g/(m^2·24 h);氧气透过量≤20 cm3/(m^2·24 h·0.1 MPa));可有效阻隔阳光、空气和其他介质,避免对药品产生破坏,不仅可以提高药品的安全性,还可大大延长药品的储藏时间。

功能性PET复合膜的制备及性能研究

利用等离子体增强原子层沉积技术(PE-ALD)在涂覆聚丙烯酸酯多元醇树脂有机涂膜的PET基底上沉积一层无机薄膜得到功能性PET复合膜。通过水蒸气透过率测试仪和紫外可见近红外分光光度计研究了有机涂膜厚度、PE-ALD镀膜种类和PE-ALD镀膜温度对PET复合膜水蒸气阻隔性和透光性能的影响。结果表明:聚丙烯酸酯多元醇有机涂膜厚度对PET复合膜的水汽阻隔性和透光率基本无影响;PE-ALD沉积的Al2O3薄膜可大幅提高PET复合膜的水蒸气阻隔性,且PE-ALD镀膜温度为100℃时,水蒸气阻隔性能最优,可达0.17g·m^(-2)·d^(-1)。