三种添加物对聚乳酸复合膜性能影响
发布时间：2021-12-17 00:24
目的研究聚乳酸复合膜的降解性能,加快聚乳酸材料降解速率。方法选取淀粉、羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙二醇（PEG）等3种材料,与聚乳酸混合制备4种不同的复合膜。测定复合膜的透光率、力学性能、热性能等指标,使用红外光谱仪对复合膜的基团组成进行表征,使用磷酸盐缓冲液浸泡,测试其降解性能。结果红外光谱结果显示PLA膜与PLA复合膜的吸收峰没有明显的差别,这证明改性材料与聚乳酸没有发生化学反应。复合膜的DSC曲线显示,添加改性剂后,熔融温度变化不大,无明显影响。降解性能方面,按PLA与复合物的质量比9∶1,8∶2,7∶3,6∶4,5∶5制备多种复合膜,其中质量比9∶1,7∶3,5∶5的PLA/淀粉复合膜在第70天降解率分别为24.11%,24.8%,35.6%;PLA/CMC复合膜的3种质量比降解率为27.64%,30.37%,45.2%。按照PLA与PEG质量比为99∶1,98∶2,97∶3,96∶4,95∶5制备了PLA/PEG复合膜,其中质量比为99∶1,97∶3,95∶5的PLA/PEG复合膜在第70天的降解率分别为25.45%,38.83%,45.83%。PLA/淀粉/PEG复合膜是...
【文章来源】：包装工程. 2020,41(17)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同质量比PLA/淀粉/PEG薄膜的降解率
聚乳酸薄膜及不同质量比的复合膜的透光率见图1。从图1中可以看出，纯聚乳酸薄膜的透光率为88.67%，添加淀粉、羧甲基纤维素钠或PEG后，薄膜的透光率都呈现下降的趋势，而且随着添加量的增多，薄膜透光率下降得越多。其中淀粉对透光率的影响最大，当聚乳酸与淀粉质量比为9∶1,7∶3和5∶5时，透光率分别为66.86%,49.22%和34.43%，最大下降了54.24%。这是因为淀粉与聚乳酸的相容性不太好，成膜后有很多颗粒附着在薄膜表面，薄膜整体颜色偏白，所以透光率较低。当聚乳酸与羧甲基纤维素质量比为9∶1,7∶3和5∶5时，透光率分别为76.41%,65.01%和60.42%，最大下降了28.25%。这表明相对于淀粉，羧甲基纤维素钠能更好地与聚乳酸溶液混合，虽然随着含量的增加，透光率依然逐渐减小，但是影响的程度远小于淀粉。PEG的添加对薄膜透光率的影响最小，当PEG按质量分数1%,3%和5%添加时，复合膜的透光率分别为85.18%,81.28%和76.18%，相比于纯PLA膜最大仅下降了12.49%。这说明PEG能较好地分散在聚乳酸溶液中，不会对薄膜的透光性产生较大影响。当聚乳酸与淀粉质量比为7∶3,PEG按质量分数1%,3%和5%添加时，透光率分别为62.36%,61.88%和58.17%，最大下降了30.5%。这表明PEG的加入能有效增加聚乳酸与淀粉的相容性，使淀粉能更好地分散在聚乳酸溶液中。2.2 力学性能
添加不同改性材料的聚乳酸薄膜的DSC曲线见图3。从图3中可以看出聚合物的玻璃化转变温度tg、结晶温度tc和熔融温度tm。纯PLA薄膜，PLA/淀粉（7∶3）薄膜，PLA/PEG(5%）薄膜，PLA/CMC(7∶3）薄膜的tm相差不大，大约都在160℃左右，tc大约为73.2℃，PLA/PEG复合膜（5%）的tc不太明显，可能添加了PEG的聚乳酸复合膜的分子链运动能力得到了提高。PLA/淀粉/PEG薄膜的tm只有75℃，并且未能观察到明显的tg和tc。这说明淀粉、羧甲基纤维素钠和PEG单独的加入都不会对PLA复合膜产生较大影响，而加入PEG后，使得淀粉与聚乳酸溶液共混效果更好，淀粉的熔点较低，导致了PLA/淀粉/PEG复合膜的tm明显减小了[16]。图3 不同PLA薄膜的DSC曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性纳米纤维素对聚乳酸热降解动力学行为影响研究[J]. 王璇,杨鹏,周琳翔,宋立美. 功能材料. 2019(10)
[2]水降解聚乳酸保鲜袋对绿叶蔬菜的保鲜性能研究[J]. 李丹,李中华,金林宇,何思远,孟鲁建. 上海包装. 2019(10)
[3]PLA/nano-TiO2复合膜的制备及性能研究[J]. 冯诗艺,蒋悦,祁悦,吴昕奕,张伟杰,李磊,周宇婷,王潘媛,臧名洋,刘耀文. 塑料工业. 2019(07)
[4]可降解塑料聚乳酸（PLA）生物降解性能进展[J]. 史可,苏婷婷,王战勇. 塑料. 2019(03)
[5]聚乳酸可降解地膜应用试验[J]. 戴红平. 农民致富之友. 2019(04)
[6]贻贝启发蒙脱石-银/聚乳酸抗菌膜的制备及其性能[J]. 张鹏飞,陈晓东. 精细化工. 2019(02)
[7]PLA/淀粉增容增塑的研究进展[J]. 陈文婷,李俊成,赵西坡,彭少贤. 塑料. 2018(02)
[8]微纤化纤维素/聚乳酸薄膜的制备及性能分析[J]. 唐丽丽,陈蕴智,张正健,赵华凤. 包装工程. 2017(15)
[9]玻璃纤维/聚乳酸复合包装薄膜的制备及表征[J]. 尹兴,孙诚,王蕊,卢通文. 包装工程. 2016(13)
[10]表面酯化修饰纳米纤维素在聚乳酸复合膜中的应用[J]. 林丹,赵光磊,何北海,李晓凤. 现代食品科技. 2016(08)
博士论文
[1]干法酯化淀粉/聚乳酸复合材料相容性及其性能研究[D]. 左迎峰.东北林业大学 2014
硕士论文
[1]聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装薄膜的研究及其在西兰花保鲜中的应用[D]. 何依谣.浙江大学 2018
本文编号：3539073
【文章来源】：包装工程. 2020,41(17)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同质量比PLA/淀粉/PEG薄膜的降解率
聚乳酸薄膜及不同质量比的复合膜的透光率见图1。从图1中可以看出，纯聚乳酸薄膜的透光率为88.67%，添加淀粉、羧甲基纤维素钠或PEG后，薄膜的透光率都呈现下降的趋势，而且随着添加量的增多，薄膜透光率下降得越多。其中淀粉对透光率的影响最大，当聚乳酸与淀粉质量比为9∶1,7∶3和5∶5时，透光率分别为66.86%,49.22%和34.43%，最大下降了54.24%。这是因为淀粉与聚乳酸的相容性不太好，成膜后有很多颗粒附着在薄膜表面，薄膜整体颜色偏白，所以透光率较低。当聚乳酸与羧甲基纤维素质量比为9∶1,7∶3和5∶5时，透光率分别为76.41%,65.01%和60.42%，最大下降了28.25%。这表明相对于淀粉，羧甲基纤维素钠能更好地与聚乳酸溶液混合，虽然随着含量的增加，透光率依然逐渐减小，但是影响的程度远小于淀粉。PEG的添加对薄膜透光率的影响最小，当PEG按质量分数1%,3%和5%添加时，复合膜的透光率分别为85.18%,81.28%和76.18%，相比于纯PLA膜最大仅下降了12.49%。这说明PEG能较好地分散在聚乳酸溶液中，不会对薄膜的透光性产生较大影响。当聚乳酸与淀粉质量比为7∶3,PEG按质量分数1%,3%和5%添加时，透光率分别为62.36%,61.88%和58.17%，最大下降了30.5%。这表明PEG的加入能有效增加聚乳酸与淀粉的相容性，使淀粉能更好地分散在聚乳酸溶液中。2.2 力学性能
添加不同改性材料的聚乳酸薄膜的DSC曲线见图3。从图3中可以看出聚合物的玻璃化转变温度tg、结晶温度tc和熔融温度tm。纯PLA薄膜，PLA/淀粉（7∶3）薄膜，PLA/PEG(5%）薄膜，PLA/CMC(7∶3）薄膜的tm相差不大，大约都在160℃左右，tc大约为73.2℃，PLA/PEG复合膜（5%）的tc不太明显，可能添加了PEG的聚乳酸复合膜的分子链运动能力得到了提高。PLA/淀粉/PEG薄膜的tm只有75℃，并且未能观察到明显的tg和tc。这说明淀粉、羧甲基纤维素钠和PEG单独的加入都不会对PLA复合膜产生较大影响，而加入PEG后，使得淀粉与聚乳酸溶液共混效果更好，淀粉的熔点较低，导致了PLA/淀粉/PEG复合膜的tm明显减小了[16]。图3 不同PLA薄膜的DSC曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性纳米纤维素对聚乳酸热降解动力学行为影响研究[J]. 王璇,杨鹏,周琳翔,宋立美. 功能材料. 2019(10)
[2]水降解聚乳酸保鲜袋对绿叶蔬菜的保鲜性能研究[J]. 李丹,李中华,金林宇,何思远,孟鲁建. 上海包装. 2019(10)
[3]PLA/nano-TiO2复合膜的制备及性能研究[J]. 冯诗艺,蒋悦,祁悦,吴昕奕,张伟杰,李磊,周宇婷,王潘媛,臧名洋,刘耀文. 塑料工业. 2019(07)
[4]可降解塑料聚乳酸（PLA）生物降解性能进展[J]. 史可,苏婷婷,王战勇. 塑料. 2019(03)
[5]聚乳酸可降解地膜应用试验[J]. 戴红平. 农民致富之友. 2019(04)
[6]贻贝启发蒙脱石-银/聚乳酸抗菌膜的制备及其性能[J]. 张鹏飞,陈晓东. 精细化工. 2019(02)
[7]PLA/淀粉增容增塑的研究进展[J]. 陈文婷,李俊成,赵西坡,彭少贤. 塑料. 2018(02)
[8]微纤化纤维素/聚乳酸薄膜的制备及性能分析[J]. 唐丽丽,陈蕴智,张正健,赵华凤. 包装工程. 2017(15)
[9]玻璃纤维/聚乳酸复合包装薄膜的制备及表征[J]. 尹兴,孙诚,王蕊,卢通文. 包装工程. 2016(13)
[10]表面酯化修饰纳米纤维素在聚乳酸复合膜中的应用[J]. 林丹,赵光磊,何北海,李晓凤. 现代食品科技. 2016(08)
博士论文
[1]干法酯化淀粉/聚乳酸复合材料相容性及其性能研究[D]. 左迎峰.东北林业大学 2014
硕士论文
[1]聚乳酸/纳米纤维素可降解食品包装薄膜的研究及其在西兰花保鲜中的应用[D]. 何依谣.浙江大学 2018
本文编号：3539073
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