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。

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。

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。

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)。

蛭石/聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯复合薄膜的制备与性能

以蛭石(VMT)为填料、聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)为基体,采用熔融-吹塑法制备了VMT/PBAT复合薄膜,通过向其中添加相容剂聚苯乙烯马来酸酐共聚物(SMA)制备了VMT/PBAT/SMA复合薄膜。对纯PBAT薄膜、VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜的热性能、流变性能、水蒸气阻隔性能、断面微观结构和力学性能进行了测试。结果表明,与纯PBAT薄膜相比,VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜的热稳定性降低,相比VMT/PBAT复合薄膜,SMA的添加增强了VMT/PBAT/SMA复合薄膜的热稳定性。相同VMT含量的VMT/PBAT/SMA复合薄膜比VMT/PBAT复合薄膜的结晶度低。相比纯PBAT薄膜,VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率降低,而VMT/PBAT/SMA复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率整体比VMT/PBAT复合薄膜有所提高。VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜水蒸汽透过量都小于800g/(m^(2)·24 h)。VMT/PBAT和VMT/PBAT/SMA复合薄膜水蒸气阻隔性能符合GB/T 35795—2017《全生物降解农用地面覆盖薄膜》的要求。

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。

氧化纳米纤维素纤丝/聚乳酸复合膜制备及其性能研究

纳米纤维素纤丝(CNF)具有生物质及纳米材料的双重特性,在聚乳酸(PLA)基体中添加CNF,可以提高复合膜的力学性能和水蒸气阻隔性能,在食品包装中具有广阔应用前景。本研究采用高碘酸钠氧化纳米纤维素纤丝制得氧化纳米纤维素纤丝(OCNF),采用溶液浇注方法制备了不同OCNF及CNF添加量的复合膜,测试薄膜的力学性能和阻隔性能,同时分析薄膜红外光谱及微观形态。结果表明:当OCNF含量为4.0wt%时,OCNF/PLA复合膜的拉伸强度为62.2MPa,弹性模量为4.52GPa,断裂伸长率为14.5%;与CNF/PLA复合膜相比,分别增加了19.4%、9.7%、13.5%。通过红外光谱和微观形态分析,氧化改性后的OCNF与基体PLA发生了一定的交联,且OCNF具有更多的分丝和物理"交联",提高了复合膜的力学性能和水蒸气阻隔性能。

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。

基于纳米银负载氧化石墨烯的新型聚乙烯复合材料

通过超声波辅助液相法将纳米银(AgNPs)与氧化石墨烯(GO)结合制得了一种新的负载纳米银的氧化石墨烯材料AgNPs@GO。分析表明在该材料中AgNPs主要被锚接在GO片层的含氧基团和缺陷上,部分Ag单质被氧化为Ag^+离子并有部分GO被还原。AgNPs@GO能有效抑制铜绿假单胞菌生长,其抑菌能力显著强于AgNPs和GO。将AgNPs@GO作为添加剂引入聚乙烯(PE)基体,进一步制备了新型的AgNPs@GO掺杂PE复合材料0.48wt%-AgNPs@GO/PE,相比PE和AgNPs掺杂PE复合材料,0.48wt%-AgNPs@GO/PE具有更好的抑菌能力和更强的阻隔水蒸气性能,并且在水和乙醇溶液中都具有较好的耐溶出性能。

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。

通用高分子功能塑料膜

由中科院长春应化所承担的吉林省科技发展计划重点项目“高性能化、功能化塑料膜材料的研究与开发”，近日取得成功，并通过了省级成果鉴定。这种新型塑料膜材料性能达到国外同类产品的先进水平，完全可以替代进口产品。

壳聚糖纳米粒对羟丙甲纤维素可食用膜的改性工艺研究

研究了壳聚糖纳米粒对羟丙甲纤维素可食用膜的改性工艺,以羟丙甲纤维素(HPMC)为成膜基质,通过离子交联法和溶液浇铸法,依次研究了壳聚糖-多聚磷酸盐纳米粒(CS-TPP)、壳聚糖盐酸盐-羧甲基-β-环糊精纳米粒(CSNs)对HPMC膜的相关性能的影响。结果显示,CSNs对HPMC膜具有良好的改性作用,与空白对照(HPMC膜)相比抗拉强度(TS)增大,最大为48.4 MPa;与HPMC膜相比断裂延伸率(EB)减小,最小为8.5%;与HPMC膜相比水蒸气透过率(WVT)减小,最小为86.3694 g/(m^2×24 h);与HPMC膜相比水分含量减小,最小为12.7%。实验表明CSNs纳米粒可改善膜的机械性能与水蒸气阻隔性能,可进一步提高羟丙甲纤维素可食用膜的应用性。

温度响应型纳米涂层涂覆PBAT/PLA复合薄膜的制备及性能研究

利用N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)对纤维素纳米纤丝(NFC)进行接枝改性,使NFC功能化,将改性NFC(PNIPAM-NFC)与纳米蒙脱土(MMT)、聚乙烯醇(PVA)混合制成复合涂层溶液,将涂层溶液涂布于生物降解聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)薄膜表面制备阻隔型复合薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、万能拉力试验机和水蒸气透过率测试仪对复合薄膜的结构、表面形貌、热学性能、力学性能及阻隔性能进行表征。结果表明:加入适量的PNIPAM-NFC可有效提高涂覆PBAT/PLA复合薄膜的水蒸气阻隔性能,使其水蒸气透过系数(WVP)降低(温度30℃、湿度90%条件下)。当PNIPAM-NFC用量为0.5份时,未添加N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的复合薄膜的WVP为5.26×10^(-14)g·cm/(cm^(2)·s·Pa),比纯PBAT/PLA薄膜降低44.86%。