高阻隔高分子包装材料的发展现状

综述了目前常用高阻隔性高分子材料,指出了它们的优缺点,介绍了目前主要的阻隔技术以及高阻隔性高分子材料的应用现状。另外,探讨了当今几种新型高分子材料阻隔技术的优缺点,并对阻隔性高分子材料的发展趋势进行了展望。

高阻隔材料的研究进展及其在军品包装中的应用

介绍了当前市场常见的高阻隔性高分子材料:乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯醇(PVA)。详细分析了高分子结构与阻隔性能的关系,介绍了高阻隔性高分子材料的研究现状,阐述了各类高阻隔性高分子材料在军品包装中的应用,展望了高阻隔包装材料的发展趋势。

数字产品的包装技术分析

在简要介绍数字产品概念与特点的基础上,以产品包装应实现的功能为线索,分析了数字产品的相关包装技术。保护功能是数字产品包装的最重要功能,相关实现技术主要有密码技术、数字水印、身份认证与权限管理等;数字产品的方便易用是借助人机交互技术、文件压缩、数据格式及其转换等相关技术来实现的;搜索引擎优化等技术对数字产品的销售有着极大的促进作用。随着信息化的不断深入,数字产品的包装需求也在不断增加,这为包装学科带来了新的发展机遇。

丁香精油微胶囊抗菌包装薄膜

用β-环糊精包埋丁香精油制备微胶囊抗菌剂,添加到聚乙烯醇中制备抗菌性薄膜,测试了微胶囊包埋率、添加不同量微胶囊的抗菌薄膜的基本力学性能、透气性能及对黑曲霉的抑菌作用。结果表明:所制得的微胶囊包埋率为21.79%,添加较多量微胶囊抗菌剂的薄膜对黑曲霉抑制效果较好,透气性较好,但力学性能较差。

PLA/PBAT/PCL生物降解复合材料的制备及其性能分析

以聚乳酸(PLA)和己二酸-对苯二甲酸-丁二酯共聚物(PBAT)为基材,聚己内酯(PCL)为相容剂,采用熔融共混法制备了PLA/PBAT/PCL复合材料,研究了所得复合材料的热性能、力学性能和流变性能。结果表明,当PCL含量为2%时,复合材料的冲击强度和拉伸强度达到最大值;随着PBAT含量的增加,复合材料的熔融结晶温度Tc逐渐降低,而其初始热分解温度To先上升后下降;当PBAT的含量为15%时,To最大,其值为334.18℃。当PBAT含量从0增加到20%时,复合材料的冲击强度从3.26kJ/m2增加到7.07kJ/m^2,其断裂伸长率则从2.46%增加到118.22%;另外,随着PBAT含量的增加,复合材料的熔体弹性增加。

HDPE/杨木粉复合发泡材料的制备及其性能研究

以杨木粉为主要填充剂,偶氮二甲酰胺(AC)与氧化锌(ZnO)复配物为发泡剂,高密度聚乙烯(HDPE)为高分子基材,采用两步模压发泡法制备了HDPE/木粉复合发泡材料。研究了不同质量分数的木粉和不同含量的AC/ZnO复配发泡剂对复合发泡材料的发泡性能、回弹性能以及吸水性能的影响。结果表明,随着木粉或者发泡剂含量的增加,复合材料的发泡性能呈现出先变强后减弱的趋势,而吸水率则持续上升,一段时间后达到一个饱和值;当木粉质量分数为30%时,复合材料的表观密度和含气率达到最大值,当AC/ZnO复配发泡剂质量分数在15%时,复合发泡材料的表观密度、回弹性能表现出最优。

多元LDHs/EVA纳米复合材料的制备及性能研究

以氯化镁(MgCl2.6H2O)、氯化铝(AlCl3.6H2O)、氯化锌(ZnCl2)、氯化铁(FeCl3.6H2O)和碳酸钠(Na2CO3)为原料,采用共沉淀法制备了二元MgAl-CO3LDHs、三元MgAlZn-CO3LDHs和四元MgAlZnFe-CO3LDHs无机纳米粉体,用聚乙二醇(PEG)对3种LDHs进行原位改性,采用熔融共混法制备了EVA/LDHs纳米复合材料,并对LDHs和纳米复合材料进行了透视电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、力学性能、燃烧性能等测试。结果表明加入LDHs纳米粉体后,虽然对复合材料的力学性能有一定的影响,但对复合材料的阻燃效果有着明显的改善;而且随着LDHs元数的增加,复合材料的阻燃效果得到明显提高;当四元MgAlZnFe-CO3LDHs的添加量为15%时,复合材料即可自熄。

EVOH/纳米SiO_2复合材料的加工流变性能及应用

采用高级毛细管流变仪,分别测定乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)及EVOH/纳米SiO2复合材料的流变性能,研究了不同温度、不同纳米SiO2含量对复合材料加工性能的影响。以上述流变性能测试为参考,改变加工工艺,采用熔融共混法制备EVOH/纳米SiO2复合材料并吹塑成膜,测试薄膜的性能。结果表明,随着纳米SiO2用量的增加,复合材料的熔融流动性有较大的下降,可加工的温度范围越来越窄,可添加纳米SiO2的最大量约为5%;当纳米SiO2质量分数大于3%时,复合材料的熔体流变性受温度影响较小;不同加工工艺对所制备的EVOH膜及EVOH/纳米SiO2复合膜性能有较大影响。

偶联剂对EVOH/纳米SiO_2复合材料结构与性能的影响

采用不同的偶联剂KH550、KH560、KH570和KH8431对纳米SiO2进行表面改性,采用熔融共混法将未改性和改性纳米SiO2(5%(质量分数)SiO2)与EVOH共混制成复合材料,并吹塑成薄膜。利用FT-IR、TEM、SEM对不同偶联剂处理的纳米SiO2和复合材料的结构进行表征,并对复合材料的流变性能、阻隔性能、力学性能、耐热性能和透明性进行了表征。结果表明,纳米SiO2与4种偶联剂均形成化学键合,改性纳米SiO2比未改性纳米SiO2在EVOH中分散性好,加工时熔体的流动性更好。用KH550处理的纳米SiO2在EVOH中分散性最好,与EVOH能形成较大界面相互作用力,与EVOH/未改性纳米SiO2复合材料相比,EVOH/改性纳米SiO2复合材料的拉伸强度和储能模量分别提高17.2%和136%,透湿、透氧系数分别下降11.2%和9.5%,透光率达到74.9%,雾度为14.9%。

抗菌包装薄膜的研究进展

抗菌包装薄膜是一种加入抗菌剂后具有抑制或杀灭表面细菌能力的功能性薄膜。根据所添加抗菌剂的不同,抗菌包装薄膜可分为有机抗菌膜、无机抗菌膜和天然抗菌膜3类。抗菌包装薄膜能通过不断释放抗菌剂来抑制微生物生长,从而延长被包装食品的货架寿命。目前,抗菌包装薄膜只有解决好安全与环境保护2个问题才能更好地发展。

表面改性对纳米氢氧化镁/高密度聚乙烯复合材料的影响

采用不同表面改性剂对纳米氢氧化镁改性并填充阻燃高密度聚乙烯,研究了表面改性剂的种类及用量对阻燃性和力学性能的影响。结果显示:表面改性剂硅烷偶联剂、硬脂酸镁和钛酸酯改性氢氧化镁对高密度聚乙烯阻燃性改善较小,但有利于提高体系力学性能,其最佳用量分别为高密度聚乙烯质量的3.5%,2.5%和2.5%。考虑综合性能,硅烷偶联剂为最佳表面改性剂,用量为Mg(OH)2质量的3.5%时,体系氧指数、拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度分别提高约8%、30%、6%和18%。

针状微胶囊Mg(OH)_2/EVA纳米复合材料的制备及性能研究

将自制针状微胶囊纳米氢氧化(镁Mg(OH)2)与乙烯-乙酸乙烯共聚(物EVA)经双螺杆挤出机熔融共混挤出造粒,然后利用注射机制成针状微胶囊Mg(OH)2/EVA纳米复合材料,对其力学性能、热稳定性和流变性能进行了研究。结果表明:纳米Mg(OH)2用量为4%时,复合材料的拉伸强度最大,加工流动性较好;在低温区时,纳米Mg(OH)2含量对复合材料的热稳定性能几乎没有影响,在高温区时,纳米Mg(OH)2的加入使其热稳定性略有提高。

植物纤维发泡材料的发泡机理与成型工艺探讨

在论述了植物纤维发泡材料成型机理相对于传统的聚合物发泡材料成型机理的不同与特殊性的基础上,总结了植物纤维类发泡材料成型的必要条件。同时,探究了植物纤维发泡材料的发泡技术和常用成型工艺,并对一步法成型和两步法成型2种主要发泡成型工艺做了详细介绍。最后,对植物纤维发泡材料的发展进行了展望。

EVOH/纳米SiO_2复合材料的溶液共混制备及其性能

采用化学沉淀法制备了纳米Si O2,并用硅烷偶联剂KH550对其进行原位改性,以N,N-二甲基甲酰铵为溶剂,采用溶液共混法制备了EVOH/纳米Si O2复合材料,并吹塑成薄膜。对纳米Si O2和复合材料进行了表征。结果表明,化学沉淀法制备的纳米Si O2为球形,粒径约20nm,原位改性效果良好。溶液共混法制备EVOH/纳米Si O2复合材料,纳米Si O2在EVOH中的分散性较好,EVOH/纳米Si O2(5%(质量分数)Si O2,KH550改性)复合材料相较于纯EVOH,拉伸强度提高96.3%,透湿、透气系数分别下降35.9%、51.1%,透光率达到75.6%,雾度为12.74%。

抗菌材料的研究进展

介绍了抗菌材料用抗菌剂的抗菌机理,以及抗菌纤维、抗菌塑料、抗菌陶瓷、抗菌金属等抗菌材料的应用。

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/纳米碳酸钙复合发泡材料的制备与研究

采用模压发泡法制备了乙烯-乙酸乙烯酯共聚物（EVA）/纳米碳酸钙（nano-CaCO3）复合发泡材料.研究了添加不同质量分数的nano-CaCO3、发泡剂偶氮二甲酰胺（AC）、交联剂过氧化二异丙苯（DCP）等对EVA/nano-CaCO3复合发泡材料发泡性能的影响；重点研究了不同质量分数的nano-CaCO3对复合发泡材料的力学性能和发泡形态的影响.结果表明：AC添加质量分数为9％、DCP添加质量分数为1.0％、nano-CaCO3添加质量分数为15％左右时,所得EVA/nano-CaCO3复合发泡材料的综合性能最佳.扫描电镜研究结果表明：nano-CaCO3添加质量分数为0～15％时,可以明显地提高复合发泡材料泡孔尺寸的均匀性,泡孔变小,气泡个数增加；当其添加质量分数大于15％后,泡孔容易出现坍陷,泡孔变大.

超细NaHCO_3的制备及在聚丙烯微孔发泡材料中的应用

选用价廉无毒的碳酸氢钠(NaHCO_3)作为发泡剂,利用反溶剂重结晶法进行细化,成功地制备出超细NaHCO_3粒子。最佳制备条件为:使用10%质量分数的NaHCO_3,蒸馏水与无水乙醇体积比1∶14,搅拌速度1100 r/min,制备温度-5℃,入料速度1 m L/min。纳米粒度分析仪测试表明NaHCO_3平均尺寸为143.2 nm,尺寸分布非常窄。将超细NaHCO_3添加到聚丙烯(PP)中进行微孔发泡,使用扫描电镜观察并使用Nano Measurer分析泡孔尺寸,表明当NaHCO_3用量为4.5 phr时,其泡孔平均尺寸低至0.47μm,泡孔尺寸标准方差仅为0.16μm,低于任何文献报道值。力学性能较优,其中拉伸强度下降了9.6%,而冲击强度提高了47.8%,弯曲强度提高了20.2%。这种使用普通注塑机获得高质量低成本的微孔发泡材料,对微孔材料的制备和应用有一定的意义。

PLA/PBAT/PLA-g-MAH可生物降解复合材料的形态结构与性能分析

通过熔融共混法制备马来酸酐接枝聚乳酸(PLA-g-MAH)用于改善聚乳酸/聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯共混物(PLA/PBAT)的相容性,并对复合材料的形态结构、力学性能和生物降解性能进行研究。SEM结果显示,添加增容剂PLA-g-MAH后,PLA/PBAT共混物两相间的界面明显变得模糊,说明PLA-g-MAH对共混物有一定的增容作用;增容剂PLA-g-MAH的加入,使复合材料的拉伸强度和弯曲强度相比于纯PLA略有下降,但其冲击强度有一定程度的提高,断裂伸长率有显著提高,比纯PLA的断裂伸长率提高了约17倍,表现出良好的力学性能;另外,PLA-g-MAH的加入提高了共混物的生物降解性能。

缓冲包装跌落仿真误差分析

目的研究Ansys/LS-DYNA DTM模块跌落仿真分析与经典缓冲包装设计方法之间的误差,并分析阻尼及摩擦因数对仿真结果的影响。方法基于经典缓冲包装设计方法,分别设计线弹性与双线性材料为缓冲材料的产品-衬垫系统;利用Ansys/LS-DYNA DTM模块对线弹性与双线性缓冲材料的产品-衬垫系统进行跌落分析,对比分析理论设计与仿真分析结果。结果对于线弹性材料与双线性缓冲材料的产品-衬垫系统,Ansys/LS-DYNA DTM模块跌落仿真分析与经典缓冲包装理论设计之间的误差均在5%以内。系统阻尼的增加导致所受最大冲击加速度减小;摩擦因数对所受最大冲击加速度影响较小;线性粘滞系数的增加导致所受最大冲击加速度增加。结论对于一般的工程应用,Ansys/LS-DYNA DTM模块跌落仿真分析方法与经典缓冲包装设计方法之间的误差在允许范围内。

PBS/MMT纳米复合材料的制备及表征

以聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为基材,经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性过的纳米蒙脱土为填料,采用熔融共混法,制备了PBS/MMT纳米复合材料,并研究了该复合材料的热稳定性能、力学性能和流变性能等。结果表明:当改性nano-MMT的添加质量分数为5%时,复合材料的熔点约提高了2.55℃,热初始分解温度提高了33℃;当其添加质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度提高了9%,断裂伸长率提高了3%,冲击强度提高了23%;复合材料的流变性能比纯PBS的流变性能有一定程度的提高。