多孔PVA/CNFs复合水凝胶的制备与性能
发布时间：2020-12-24 19:01
目的研究聚乙二醇(PEG)的加入对复合凝胶微观结构、溶胀性能和热稳定性的影响,扩大复合凝胶在包装领域的应用。方法以PEG为致孔剂,纳米纤维素(CNFs)为增强相,利用物理交联法制备出多孔聚乙烯醇/纳米纤维素复合水凝胶。结果 PEG作为致孔剂时可制得网络互穿结构的多孔水凝胶,复合凝胶的溶胀度可达到1000,相比于纯PVA水凝胶有极大的提高,同时加入CNFs的聚乙烯醇凝胶与纯的聚乙烯醇凝胶相比具有更好的热稳定性。结论这种有着高溶胀性和良好热稳定性的多孔复合凝胶可用于包装产品的保鲜与物流防护。
【文章来源】：包装工程. 2016年15期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
多孔复合水凝胶的红外光谱
58包装工程2016年8月而PEG作为致孔剂不参与凝胶的交联反应过程。在冻融循环过程中，一方面PVA的分子间羟基通过氢键形成物理交联，另一方面PVA和CNFs通过表面羟基形成氢键从而交联形成水凝胶。多孔复合凝胶的断面微观形貌见图2，可以看出，纯的聚乙烯醇水凝胶内部没有明显的孔径结构，而添加PEG和CNFs的复合凝胶表现出多孔的网络互穿结构。这是因为在冻融循环过程中，在体系中占有一定体积的PEG提供了空间阻碍，影响了凝胶的交联，从而在相分离过程中形成了多孔的结构[19—20]。另外，纳米纤维素的加入促进了网络互穿结构的形成。从微观形貌上可以看出，PEG量的多少对孔径尺寸影响不大。这种多孔结构对于某些特殊用途的材料是非常有利的，例如可以考虑用作复合包装材料，当运输和贮存可能会受潮和本身可能会溢流的货物时，可用含高吸水性水凝胶的复合材料包装，以保证货物安全。此外，高吸水性凝胶与无纺布和薄膜组合，可加工成不同结构吸液衬里材料，用以包装肉类食品，使商品能保持清洁外观，取食时包装袋中不存在液体[1—2]。图2多孔复合水凝胶断面微观形貌Fig.2SEMoftheporouscompositehydrogels多孔复合水凝胶的溶胀度见图3，可以看出纯PVA水凝胶的溶胀度为570，而多孔水凝胶的溶胀度在1000左右，这是由于纯PVA水凝胶的少孔结构影响与阻碍了水分子渗透到凝胶内部，而复合凝胶的多孔结构则促进了水分子的渗透，且多孔结构为水分子提供了更多储存空间，因此复合凝胶的溶胀度得到了极大的提高。同时从图3中可以看出PEG添加量的增加对复合水凝胶的溶胀度也有一定的提高，这可能是PEG的增加提高了水凝胶孔的均匀性和孔的数量[21]。提高水凝胶的溶胀度不仅使其在土壤的抗旱保水方面有广阔的应用前景[3]，
结构的形成。从微观形貌上可以看出，PEG量的多少对孔径尺寸影响不大。这种多孔结构对于某些特殊用途的材料是非常有利的，例如可以考虑用作复合包装材料，当运输和贮存可能会受潮和本身可能会溢流的货物时，可用含高吸水性水凝胶的复合材料包装，以保证货物安全。此外，高吸水性凝胶与无纺布和薄膜组合，可加工成不同结构吸液衬里材料，用以包装肉类食品，使商品能保持清洁外观，取食时包装袋中不存在液体[1—2]。图2多孔复合水凝胶断面微观形貌Fig.2SEMoftheporouscompositehydrogels多孔复合水凝胶的溶胀度见图3，可以看出纯PVA水凝胶的溶胀度为570，而多孔水凝胶的溶胀度在1000左右，这是由于纯PVA水凝胶的少孔结构影响与阻碍了水分子渗透到凝胶内部，而复合凝胶的多孔结构则促进了水分子的渗透，且多孔结构为水分子提供了更多储存空间，因此复合凝胶的溶胀度得到了极大的提高。同时从图3中可以看出PEG添加量的增加对复合水凝胶的溶胀度也有一定的提高，这可能是PEG的增加提高了水凝胶孔的均匀性和孔的数量[21]。提高水凝胶的溶胀度不仅使其在土壤的抗旱保水方面有广阔的应用前景[3]，对于拓展其在包装领域的应用也有着重要意义，如这种高溶胀度水凝胶可用作大型防潮包装的吸水材料、集装箱干燥剂，此外还可以用于包装运输过程中湿度显示卡的电子传感器等。不仅如此，这种高溶胀度复合凝胶还可用于一些功能性包装的油水分离材料等。图3多孔复合水凝胶的溶胀度Fig.3Swellingdegreeoftheporouscompositehydrogels水凝胶有着良好的热力学性能，这对于其在包装领域的应用是非常重要的，例如一些包装产品在运输和储存时对包装材料的耐热性有着严格要求[2]。复合水凝胶的热重曲线见图4，可以看出所有的水?
【参考文献】：
期刊论文
[1]辐射交联PVA/PVP/胶原复合水凝胶的制备及性能[J]. 倪茂君,包雯婷,陈竹平,王静霞,陈屿恒. 精细化工. 2016(03)
[2]一种无毒水基防锈剂的研制及其性能[J]. 钟雪丽,杨志霞,郭培宽. 表面技术. 2014(03)
[3]PVA水凝胶的弹性和溶胀特性研究[J]. 李蕾,雷光伦,姚传进,高雪梅,犹佳雨. 高分子通报. 2013(06)
[4]Swelling and thermal properties of porous PNIPAM/PEG hydrogels prepared by radiation polymerization[J]. LI Zhihui,LIU Wentao,LI Zhongyuan,YANG Mingcheng,GAO Xujing,CUI Haitao,HE Suqin,ZHU Chengshen. Nuclear Science and Techniques. 2013(02)
[5]温敏水凝胶对疏水性药物的装载及释放行为[J]. 董同力嘎,王爽爽,赵淑环,苏日娜,李梦婷,靳烨. 包装工程. 2013(07)
[6]水凝胶的制备及应用研究[J]. 顾雪梅,安燕,殷雅婷,张玉星. 广州化工. 2012(10)
[7]层状纳米纤维素膜/PVA复合水凝胶的制备与力学性能研究[J]. 谭珏,郑裕东,彭江,吴健,高爽,田茹,陈红谚. 高分子学报. 2012(04)
[8]抗菌淀粉-聚乙烯醇水凝胶的制备及性能[J]. 方媛,朱琳琳,危大福,郑安呐,胡福增,管涌. 功能高分子学报. 2011(03)
[9]水凝胶的合成、性质及应用[J]. 翟茂林,哈鸿飞. 大学化学. 2001(05)
硕士论文
[1]PVA复合水凝胶的物理化学性质研究[D]. 王娜.苏州大学 2014
[2]纳米纤维素/聚乙烯醇复合凝胶制备及性能研究[D]. 孙光伟.南京林业大学 2012
[3]聚合物在水凝胶体系中的应用[D]. 陈苏敏.南京理工大学 2005
本文编号：2936151
【文章来源】：包装工程. 2016年15期 北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
多孔复合水凝胶的红外光谱
58包装工程2016年8月而PEG作为致孔剂不参与凝胶的交联反应过程。在冻融循环过程中，一方面PVA的分子间羟基通过氢键形成物理交联，另一方面PVA和CNFs通过表面羟基形成氢键从而交联形成水凝胶。多孔复合凝胶的断面微观形貌见图2，可以看出，纯的聚乙烯醇水凝胶内部没有明显的孔径结构，而添加PEG和CNFs的复合凝胶表现出多孔的网络互穿结构。这是因为在冻融循环过程中，在体系中占有一定体积的PEG提供了空间阻碍，影响了凝胶的交联，从而在相分离过程中形成了多孔的结构[19—20]。另外，纳米纤维素的加入促进了网络互穿结构的形成。从微观形貌上可以看出，PEG量的多少对孔径尺寸影响不大。这种多孔结构对于某些特殊用途的材料是非常有利的，例如可以考虑用作复合包装材料，当运输和贮存可能会受潮和本身可能会溢流的货物时，可用含高吸水性水凝胶的复合材料包装，以保证货物安全。此外，高吸水性凝胶与无纺布和薄膜组合，可加工成不同结构吸液衬里材料，用以包装肉类食品，使商品能保持清洁外观，取食时包装袋中不存在液体[1—2]。图2多孔复合水凝胶断面微观形貌Fig.2SEMoftheporouscompositehydrogels多孔复合水凝胶的溶胀度见图3，可以看出纯PVA水凝胶的溶胀度为570，而多孔水凝胶的溶胀度在1000左右，这是由于纯PVA水凝胶的少孔结构影响与阻碍了水分子渗透到凝胶内部，而复合凝胶的多孔结构则促进了水分子的渗透，且多孔结构为水分子提供了更多储存空间，因此复合凝胶的溶胀度得到了极大的提高。同时从图3中可以看出PEG添加量的增加对复合水凝胶的溶胀度也有一定的提高，这可能是PEG的增加提高了水凝胶孔的均匀性和孔的数量[21]。提高水凝胶的溶胀度不仅使其在土壤的抗旱保水方面有广阔的应用前景[3]，
结构的形成。从微观形貌上可以看出，PEG量的多少对孔径尺寸影响不大。这种多孔结构对于某些特殊用途的材料是非常有利的，例如可以考虑用作复合包装材料，当运输和贮存可能会受潮和本身可能会溢流的货物时，可用含高吸水性水凝胶的复合材料包装，以保证货物安全。此外，高吸水性凝胶与无纺布和薄膜组合，可加工成不同结构吸液衬里材料，用以包装肉类食品，使商品能保持清洁外观，取食时包装袋中不存在液体[1—2]。图2多孔复合水凝胶断面微观形貌Fig.2SEMoftheporouscompositehydrogels多孔复合水凝胶的溶胀度见图3，可以看出纯PVA水凝胶的溶胀度为570，而多孔水凝胶的溶胀度在1000左右，这是由于纯PVA水凝胶的少孔结构影响与阻碍了水分子渗透到凝胶内部，而复合凝胶的多孔结构则促进了水分子的渗透，且多孔结构为水分子提供了更多储存空间，因此复合凝胶的溶胀度得到了极大的提高。同时从图3中可以看出PEG添加量的增加对复合水凝胶的溶胀度也有一定的提高，这可能是PEG的增加提高了水凝胶孔的均匀性和孔的数量[21]。提高水凝胶的溶胀度不仅使其在土壤的抗旱保水方面有广阔的应用前景[3]，对于拓展其在包装领域的应用也有着重要意义，如这种高溶胀度水凝胶可用作大型防潮包装的吸水材料、集装箱干燥剂，此外还可以用于包装运输过程中湿度显示卡的电子传感器等。不仅如此，这种高溶胀度复合凝胶还可用于一些功能性包装的油水分离材料等。图3多孔复合水凝胶的溶胀度Fig.3Swellingdegreeoftheporouscompositehydrogels水凝胶有着良好的热力学性能，这对于其在包装领域的应用是非常重要的，例如一些包装产品在运输和储存时对包装材料的耐热性有着严格要求[2]。复合水凝胶的热重曲线见图4，可以看出所有的水?
【参考文献】：
期刊论文
[1]辐射交联PVA/PVP/胶原复合水凝胶的制备及性能[J]. 倪茂君,包雯婷,陈竹平,王静霞,陈屿恒. 精细化工. 2016(03)
[2]一种无毒水基防锈剂的研制及其性能[J]. 钟雪丽,杨志霞,郭培宽. 表面技术. 2014(03)
[3]PVA水凝胶的弹性和溶胀特性研究[J]. 李蕾,雷光伦,姚传进,高雪梅,犹佳雨. 高分子通报. 2013(06)
[4]Swelling and thermal properties of porous PNIPAM/PEG hydrogels prepared by radiation polymerization[J]. LI Zhihui,LIU Wentao,LI Zhongyuan,YANG Mingcheng,GAO Xujing,CUI Haitao,HE Suqin,ZHU Chengshen. Nuclear Science and Techniques. 2013(02)
[5]温敏水凝胶对疏水性药物的装载及释放行为[J]. 董同力嘎,王爽爽,赵淑环,苏日娜,李梦婷,靳烨. 包装工程. 2013(07)
[6]水凝胶的制备及应用研究[J]. 顾雪梅,安燕,殷雅婷,张玉星. 广州化工. 2012(10)
[7]层状纳米纤维素膜/PVA复合水凝胶的制备与力学性能研究[J]. 谭珏,郑裕东,彭江,吴健,高爽,田茹,陈红谚. 高分子学报. 2012(04)
[8]抗菌淀粉-聚乙烯醇水凝胶的制备及性能[J]. 方媛,朱琳琳,危大福,郑安呐,胡福增,管涌. 功能高分子学报. 2011(03)
[9]水凝胶的合成、性质及应用[J]. 翟茂林,哈鸿飞. 大学化学. 2001(05)
硕士论文
[1]PVA复合水凝胶的物理化学性质研究[D]. 王娜.苏州大学 2014
[2]纳米纤维素/聚乙烯醇复合凝胶制备及性能研究[D]. 孙光伟.南京林业大学 2012
[3]聚合物在水凝胶体系中的应用[D]. 陈苏敏.南京理工大学 2005
本文编号：2936151
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