聚乳酸基纳米锂藻土复合薄膜的制备与应用

发布时间：2017-06-07 05:10

  本文关键词：聚乳酸基纳米锂藻土复合薄膜的制备与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：聚乳酸(Poly(lactic acid),PLA)是一种可生物降解的高分子材料,它具有良好的生物降解性和生物相容性,而且聚乳酸所表现出来的机械强度可以与市场上通用的塑料相媲美,因此聚乳酸有望替代传统的塑料而成为一种通用的、理想的绿色塑料,它在医疗器材、包装材料等领域有着广阔的应用空间,其中在薄膜材料领域表现得尤为突出。然而聚乳酸有较严重的脆性,其薄膜材料的柔韧性低、气体通透性较差、抗撕裂强度低;并且PLA的熔点为180°C,而通常在进行吹塑成膜加工时的温度都要超过185-190°C,这就使得聚乳酸在加工过程中容易热降解,不能够稳定存在,这些缺陷使得聚乳酸薄膜材料及其制品在开发和应用上受到了很大的限制。本论文通过加入其它生物可降解高分子材料和填料,以期达到增强和改善聚乳酸及其复合膜的力学性能、热稳定性、阻隔性能和抗菌、抗氧化性能,扩大聚乳酸及其复合膜在包装领域的应用范围。本文选取聚三亚甲基碳酸酯(Poly(trimethylene carbonate),PTMC)和纳米锂藻土(Laponite)作为聚乳酸填料,通过溶剂浇铸法制备得到PLA/PTMC/Laponite复合膜,并对复合膜的微观形貌、机械性能、阻隔性能、热力学性能进行表征和分析,着重研究锂藻土的含量(0,1,2和3 wt%)对复合膜性能和对双孢蘑菇保鲜性能的影响。研究发现,随着锂藻土含量的增加,复合膜的韧性和水蒸气透过率显著增强,差式扫描量热仪(DSC)曲线显示PLA的结晶度得到提高,在扫描电镜下复合膜断裂面出现大量微孔。并以PLA/PTMC/Laponite复合膜和低密度聚乙烯(LDPE)膜为包装材料,在4±1℃的条件下对双孢蘑菇进行12天的保鲜实验。每隔三天对蘑菇的失重率、硬度、色泽、总体可接受度等指标进行测定并测量了包装内O2、CO2气体含量。结果表明相同条件下,随着时间的推移,PLA/PTMC/Laponite复合膜能够有效缓解蘑菇的腐烂,保持蘑菇的色泽和总体可接受度,并且减少了蘑菇变软,但是没能有效的减缓蘑菇的重量损失。PLA/PTMC/Laponite复合膜的气体透过性比LDPE膜要好,复合膜包装内的CO2含量显著低于LDPE膜包装,而二者O2含量则较为相近,能够抑制蘑菇的无氧呼吸。在保存12天后,PLA/PTMC/L2和PLA/PTMC/L3复合膜包装内的蘑菇依然达到可销售的程度。结果表明PLA/PTMC/Laponite复合膜能够有效的应用在蘑菇保鲜方面。另外以聚乳酸(PLA)和聚三亚甲基碳酸酯(PTMC)为基体,牛至精油(Oregano essential oil)作为添加剂,通过溶剂浇铸法制备得到PLA/PTMC/OEO活性复合膜,并对复合膜的微观形貌、机械性能、热力学性能、抗菌性能、抗氧化性能进行表征,研究牛至精油的含量(0,3,6,9和12 wt%)对复合膜性能的影响。扫描电镜(SEM)结果显示随着牛至精油含量的增加,复合膜的横截面变得粗糙,差式扫描量热仪(DSC)曲线表明聚乳酸的结晶度有所下降,但并不影响复合膜的热稳定性,水蒸气透过率(WVP)略微增加。由于OEO具有良好的抗氧化和抗菌性能,其含量的增加使得复合膜具有显著的抗菌和抗氧化性能,能够有效的抑制大肠杆菌和李斯特菌的繁殖,同时具有高效的自由基清除率。
【关键词】：聚乳酸 聚三亚甲基碳酸酯 锂藻土 牛至精油 复合膜 包装 保鲜 性能与表征
【学位授予单位】：云南民族大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.2;TQ323.4
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-21
• 1.1 前言11-12
• 1.2 聚乳酸的改性12-16
• 1.2.1 聚乳酸的共混改性13-15
• 1.2.2 聚乳酸的化学改性15-16
• 1.3 聚乳酸基复合膜16-18
• 1.3.1 无机填料填充聚乳酸材料16-17
• 1.3.2 有机填料填充聚乳酸材料17-18
• 1.4 研究目的、意义及主要内容18-21
• 1.4.1 研究目的及意义18-19
• 1.4.2 研究的主要内容19-21
• 第2章 聚乳酸/聚三亚甲基碳酸酯/锂藻土复合膜的制备及性能21-31
• 2.1 材料与设备22
• 2.1.1 仪器设备22
• 2.2 试验方法22-24
• 2.2.1 聚乳酸/聚三亚甲基碳酸酯/锂藻土复合膜的制备22
• 2.2.2 扫描电子显微镜（SEM）22-23
• 2.2.3 差式扫描量热仪（DSC）23
• 2.2.4 机械性能测试23
• 2.2.5 水蒸气透过率（WVP）23-24
• 2.2.6 统计分析24
• 2.3 结果与讨论24-29
• 2.3.1 扫描电镜（SEM）分析24-25
• 2.3.2 差式扫描量热仪（DSC）热性能分析25-27
• 2.3.3 机械性能分析27-28
• 2.3.4 阻隔性能分析28-29
• 2.4 本章小结29-31
• 第3章 聚乳酸/聚三亚甲基碳酸酯/锂藻土复合膜对双孢蘑菇保鲜的研究31-41
• 3.1 材料与设备31-32
• 3.1.1 实验材料31
• 3.1.2 主要设备31-32
• 3.2 实验方法32-34
• 3.2.1 双孢蘑菇样品的处理与包装32
• 3.2.2 双孢蘑菇失重率的测定32-33
• 3.2.3 双孢蘑菇硬度的测定33
• 3.2.4 双孢蘑菇的感官评价33-34
• 3.2.5 包装内O2、CO2气体含量的测定34
• 3.2.6 统计分析34
• 3.3 结果与讨论34-39
• 3.3.1 双孢蘑菇的失重率34-35
• 3.3.2 双胞蘑菇的硬度分析35-36
• 3.3.3 双孢蘑菇的感官评价36-37
• 3.3.4 包装内O2、CO2气体含量的分析37-39
• 3.4 本章小结39-41
• 第4章 聚乳酸/聚三亚甲基碳酸酯/牛至精油复合膜的制备与性能41-57
• 4.1 实验方法41-42
• 4.1.1 实验材料41-42
• 4.1.2 仪器设备42
• 4.2 实验方法42-45
• 4.2.1 聚乳酸/聚三亚甲基碳酸酯/牛至精油复合膜的制备42
• 4.2.2 扫描电子显微镜（SEM）42-43
• 4.2.3 差式扫描量热仪（DSC）43
• 4.2.4 热重分析（TGA）43
• 4.2.5 机械性能测试43
• 4.2.6 水蒸气透过率（WVP）43-44
• 4.2.7 总酚的测定44
• 4.2.8 自由基清除率的测定44-45
• 4.2.9 抗菌性能45
• 4.2.10 色泽45
• 4.2.11 统计分析45
• 4.3 结果与讨论45-55
• 4.3.1 扫描电子显微镜（SEM）分析45-46
• 4.3.2 差式扫描量热仪（DSC）分析46-48
• 4.3.3 热重分析（TGA）48
• 4.3.4 机械性能48-49
• 4.3.5 阻隔性能分析49-50
• 4.3.6 抗氧化性能分析50-52
• 4.3.7 抗菌性能分析52-54
• 4.3.8 色泽54-55
• 4.4 本章小结55-57
• 第5章 总结与展望57-59
• 5.1 全文总结57-58
• 5.2 未来展望58-59
• 参考文献59-67
• 在校期间发表的学术成果67-69
• 致谢69

  本文关键词：聚乳酸基纳米锂藻土复合薄膜的制备与应用，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：428232