PVA-壳聚糖/有机累托石复合膜的结构与性能
发布时间：2021-06-07 05:11
目的将聚乙烯醇（PVA）引入壳聚糖（CS）/有机累托石（OREC）复合体系制备插层效果、力学性能、抗紫外老化及阻隔性能良好的插层纳米复合膜。方法利用溶液流延法制备PVA-CS/OREC系列复合膜,以XRD及SEM研究复合膜的插层结构及OREC在基体中的分散性,研究复合膜的力学性能、抗紫外辐射性及水蒸气透过性。结果 OREC及PVA添加量较少时可与CS形成良好的插层结构。当OREC质量分数为2%,PVA质量分数为10%时的复合膜（标记为PVA10-CS/OREC2）插层结构最好,OREC在CS及PVA基体中分散性最好,与OREC质量分数为2%且不含PVA的复合膜（标记为CS/OREC2）相比,拉伸强度提高42.2%,断裂伸长率提高30%,水蒸气透过量降低10.2%,复合膜经紫外辐射后拉伸强度保持率、断裂伸长保持率仍达82.5%及68.2%。结论 PVA10-CS/OREC2膜可作为医用膜和药品、食品等的包装材料。
【文章来源】：包装工程. 2016,37(17)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
OREC及PVA-CS/OREC复合膜的XRD图
〔⑶以诨?逯蟹稚⒔?均匀，基体和无机粘土的界面模糊，尤其是PVA10-CS/OREC2复合膜的表面质量更好。此结果表明，添加PVA促进了有机累托石粘土的解离并使其能更均匀地分散在CS基质中，PVA在CS与OREC复合中可起到兼容剂的作用。原因在于PVA在剪切力下和OREC混和时容易吸附在有机累托石表面，促使粘土解离成更小的片层，以更好地在基体中分散。少量的PVA和CS能通过氢键很好地相容。从PVA20-CS/OREC2复合膜的SEM照片可看出，膜出现了一定的相分离，这说明PVA量过大，将会影响到PVA与CS的相容性，导致材料出现瑕疵。图2PVA-CS/OREC复合膜的SEM图Fig.2SEMmicrographsofPVA-CS/ORECcompositefilms2.2复合膜的力学性能及抗紫外老化性能OREC和PVA含量对复合膜力学性能的影响见图3，可以看出，添加OREC后，复合膜的拉伸强度得到提高，其中OREC质量分数为2%时，不同PVA含量复合膜拉伸强度均相对较高，当OREC质量分数为5%时，复合膜的拉伸强度较之又降低了。这是因为在OREC质量分数为2%时，剥离的OREC粘土片层在CS和PVA基体中得到很好的分散，使得CS基体中的应力分布均匀，减小了材料应力集中现象，使拉伸强度得到提高。OREC含量高时，由于OREC粘土团聚使得基体分子间隙增加，分子间作用力降低，故其拉伸强度反而降低。PVA质量分数为10%，各OREC复合膜拉伸强度相应最高，PVA含量过低或过高，拉伸强度相之都较校原因在于将少量PVA掺入CS中，体系中由于OREC与PVA和CS之间形成的H键、Si—O键及Al—O键增强了界面结合力，外力很难使
陆担??部闯龅監REC质量分数小于2%时，降低辐度不大，如PVA10-CS/OREC2复合膜断裂伸长率相对PVA10-CS降低了10.6%，而当OREC质量分数为5%时，降低辐度较大，PVA10-CS/OREC5复合膜断裂伸长率相对PVA10-CS降低了32.8%。从图3b还可以看出，增加PVA用量，复合膜的断裂伸长率增加，原因在于PVA分子链柔顺，在膜中加入PVA有利于提高膜的延展性，改善其柔韧性。大量PVA使OREC在体系中含量变小，使交联点减少，膜的结晶度降低，这些导致膜的韧性增加。总之，添加适量PVA对OREC改性的CS基复合膜在增强的同时又有增韧作用。图3OREC和PVA含量对复合膜力学性能的影响Fig.3EffectofcontentofORECandPVAonmechanicalpropertiesofcompositefilms紫外线具有很大的光能量，能够切断许多高分子材料的分子链或者引发其发生光氧化反应，经紫外线辐照后的高聚物共价键断裂，线型大分子产生运动支链结构，导致材料宏观性能下降，材料很快变脆。文中取力学性能相对较好的OREC质量分数为2%的系列复合膜PVA-CS/OREC2，考查其抗紫外辐射能力。紫外辐射前后复合膜力学性能的变化见图4。未添加PVA时的CS/OREC2复合膜经紫外灯照射后的拉伸强度降低了25.57%，断裂伸长率降低了43.66%；PVA5-CS/OREC2经辐射后拉伸强度降低了21.76%，断裂伸长率降低了38.43%；PVA10-CS/OREC2膜辐射后拉伸强度降低了17.51%，断裂伸长率降低了31.75%；PVA20-CS/OREC2膜辐射后拉伸强度降低了31.95%，断裂伸长率降低了56.59%。结果表明PVA质量分数不超过10%时，添加PVA对复合膜的抗紫外辐射有一定的贡献。PVA质量分数超过10%时，复合膜的抗紫外辐射能力又有所下降。原因在于少量PVA可增强材料插层/剥离效果及能形成互穿网络结构，这对于提高膜的抗紫外辐射是有利的。PVA含量?
【参考文献】：
期刊论文
[1]焦磷酸钠改性累托石吸附处理含苯酚废水的研究[J]. 杨连利. 化工新型材料. 2013(04)
本文编号：3215935
【文章来源】：包装工程. 2016,37(17)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
OREC及PVA-CS/OREC复合膜的XRD图
〔⑶以诨?逯蟹稚⒔?均匀，基体和无机粘土的界面模糊，尤其是PVA10-CS/OREC2复合膜的表面质量更好。此结果表明，添加PVA促进了有机累托石粘土的解离并使其能更均匀地分散在CS基质中，PVA在CS与OREC复合中可起到兼容剂的作用。原因在于PVA在剪切力下和OREC混和时容易吸附在有机累托石表面，促使粘土解离成更小的片层，以更好地在基体中分散。少量的PVA和CS能通过氢键很好地相容。从PVA20-CS/OREC2复合膜的SEM照片可看出，膜出现了一定的相分离，这说明PVA量过大，将会影响到PVA与CS的相容性，导致材料出现瑕疵。图2PVA-CS/OREC复合膜的SEM图Fig.2SEMmicrographsofPVA-CS/ORECcompositefilms2.2复合膜的力学性能及抗紫外老化性能OREC和PVA含量对复合膜力学性能的影响见图3，可以看出，添加OREC后，复合膜的拉伸强度得到提高，其中OREC质量分数为2%时，不同PVA含量复合膜拉伸强度均相对较高，当OREC质量分数为5%时，复合膜的拉伸强度较之又降低了。这是因为在OREC质量分数为2%时，剥离的OREC粘土片层在CS和PVA基体中得到很好的分散，使得CS基体中的应力分布均匀，减小了材料应力集中现象，使拉伸强度得到提高。OREC含量高时，由于OREC粘土团聚使得基体分子间隙增加，分子间作用力降低，故其拉伸强度反而降低。PVA质量分数为10%，各OREC复合膜拉伸强度相应最高，PVA含量过低或过高，拉伸强度相之都较校原因在于将少量PVA掺入CS中，体系中由于OREC与PVA和CS之间形成的H键、Si—O键及Al—O键增强了界面结合力，外力很难使
陆担??部闯龅監REC质量分数小于2%时，降低辐度不大，如PVA10-CS/OREC2复合膜断裂伸长率相对PVA10-CS降低了10.6%，而当OREC质量分数为5%时，降低辐度较大，PVA10-CS/OREC5复合膜断裂伸长率相对PVA10-CS降低了32.8%。从图3b还可以看出，增加PVA用量，复合膜的断裂伸长率增加，原因在于PVA分子链柔顺，在膜中加入PVA有利于提高膜的延展性，改善其柔韧性。大量PVA使OREC在体系中含量变小，使交联点减少，膜的结晶度降低，这些导致膜的韧性增加。总之，添加适量PVA对OREC改性的CS基复合膜在增强的同时又有增韧作用。图3OREC和PVA含量对复合膜力学性能的影响Fig.3EffectofcontentofORECandPVAonmechanicalpropertiesofcompositefilms紫外线具有很大的光能量，能够切断许多高分子材料的分子链或者引发其发生光氧化反应，经紫外线辐照后的高聚物共价键断裂，线型大分子产生运动支链结构，导致材料宏观性能下降，材料很快变脆。文中取力学性能相对较好的OREC质量分数为2%的系列复合膜PVA-CS/OREC2，考查其抗紫外辐射能力。紫外辐射前后复合膜力学性能的变化见图4。未添加PVA时的CS/OREC2复合膜经紫外灯照射后的拉伸强度降低了25.57%，断裂伸长率降低了43.66%；PVA5-CS/OREC2经辐射后拉伸强度降低了21.76%，断裂伸长率降低了38.43%；PVA10-CS/OREC2膜辐射后拉伸强度降低了17.51%，断裂伸长率降低了31.75%；PVA20-CS/OREC2膜辐射后拉伸强度降低了31.95%，断裂伸长率降低了56.59%。结果表明PVA质量分数不超过10%时，添加PVA对复合膜的抗紫外辐射有一定的贡献。PVA质量分数超过10%时，复合膜的抗紫外辐射能力又有所下降。原因在于少量PVA可增强材料插层/剥离效果及能形成互穿网络结构，这对于提高膜的抗紫外辐射是有利的。PVA含量?
【参考文献】：
期刊论文
[1]焦磷酸钠改性累托石吸附处理含苯酚废水的研究[J]. 杨连利. 化工新型材料. 2013(04)
本文编号：3215935
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3215935.html
