可气调水溶膜的制备与应用研究
发布时间：2021-07-27 14:32
进入二十一世纪以来,塑料薄膜的使用量极大,且以不可降解的各种石油基塑料薄膜为主,为有效的减缓和解决白色污染问题,开发环境友好的可降解塑料势在必行。本课题采用溶液流延法制备出了PVA/淀粉可气调水溶膜。并用合成的ZIF-8对其进行了改性,优化了PVA/淀粉膜的气体选择透过性,主要研究内容如下:（1）分别用马铃薯淀粉和玉米淀粉与PVA混合制膜,利用光学显微镜观察其微观形貌,并通过万能拉力机测试了其机械性能。结果显示马铃薯淀粉与PVA的相容性欠佳,其拉伸强度和断裂伸长率十分低,因而选择玉米淀粉与PVA混合制膜。（2）为改善膜的机械性能,分别用1,4-丁二醇和甲基纤维素对PVA/淀粉膜进行了相应的增塑和增强改性,测试了膜机械性能,热稳定性以及玻璃化转变温度等,分析得出1,4-丁二醇含量为40%,甲基纤维素的含量为5%时膜的性能最佳。（3）采用溶剂热法合成了类沸石咪唑骨架化合物（ZIF-8）,扫描电镜照片显示合成的ZIF-8颗粒粒径约90nm左右,呈不规则的多面体形状。用乙二胺对ZIF-8进行了后改性,探究了改性时间,改性温度以及改性剂用量对其性能的影响,结果表明当改性剂用量为7%,在60℃改性...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本课题技术路线图
青岛科技大学研究生学位论文21图2-2ZIF-8与改性ZIF-8的扫描电镜谱图：（a）加热搅拌法制备的ZIF-8；（b）静置加热法制备的ZIF-8；（c）改性后的ZIF-8Figure2-2SEMspectrumofZIF-8andmodifiedZIF-8nanoparticles:(a)ZIF-8preparedbyheatingandstirringmethod;(b)ZIF-8preparedbystandingheatingmethod;(c)ModifiedZIF-8从图2-2中（a）可知加热搅拌法合成的ZIF-8颗粒为不规则的多面体，大小分布不均匀，粒径约为50-100nm。颗粒大小的差异是由于搅拌在溶液中形成了湍流，部分ZIF-8晶粒在形成后又作为成核中心，进行了二次成核，晶粒再次长大导致颗粒直径变大。与搅拌法相比，在同样的温度下，静置生成的ZIF-8颗粒大小更加均匀，粒径大小约为90nm左右，静置法更使用于合成ZIF-8，并对其进行后改性。图2-2中（c）为在60℃下，用0.05g乙二胺改性2小时后的ZIF-8，从图可见改性后的ZIF-8颗粒仍然为不规则多面体，但是颗粒直径有所增加，大小约为100nm左右，并且颗粒之间有明显的粘连现象。这可能是由于改性后ZIF-8颗粒之间通过表面接枝的乙二胺连接了起来，使得多个ZIF-8颗粒聚集在一起而导致粒径变大。2.3.3X射线衍射（XRD）分析51015202530354045502theta,degreeZIF-8ZIF-8modifiedwithEDfor0.5hZIF-8modifiedwithEDfor1hZIF-8modifiedwithEDfor2hZIF-8modifiedwithEDfor5hIntensity(cps)图2-3ZIF-8与改性ZIF-8的X射线衍射谱图Figure2-3XRDspectrumofZIF-8andmodifiedZIF-8nanoparticles
可气调水溶膜的制备与应用研究28（3）称取3g的玉米淀粉，用10g的去离子水溶解后加入到PVA溶液中，搅拌0.5小时至淀粉糊化。（4）称取4g的1，4-丁二醇加入PVA/淀粉混合液中，继续搅拌0.5小时，进行增塑改性。（5）分别称取0.1g，0.3g，0.5g，0.7g的甲基纤维素，用少量的去离子水溶解并超声5分钟，然后加入上述膜液中，降低温度至70℃，继续搅拌2小时，使甲基纤维素充分与PVA和淀粉混合。（6）加入几滴消泡剂，降低转速至200r/min，搅拌十分钟后停止。（7）倒出铸膜液，用可调式刮膜机在聚四氟乙烯板上刮膜，控制湿膜厚度约为800um。（8）将膜置于电热鼓风干燥箱中，在80℃下干燥20分钟，然后升温至120℃，再烘10分钟，拿出冷却至室温后揭膜。可调式刮膜机，所用聚四氟乙烯板以及制备的铸膜液的图片如图3-1所示。图3-1（a）可调式刮膜机；（b）聚四氟乙烯板；（c）铸膜液Figure3-1(a)Adjustablefilmscraper；(b)Teflonboard；(c)Filmcastingliquid3.2.3测试与表征在分别制备了PVA/玉米淀粉膜和PVA/马铃薯淀粉膜，并对其进行了相应的增塑增强改性后，用光学显微镜观察其微观形貌，通过万能拉力机测试其机械性能的变化。为确定两种增塑剂的改性效果，用差示扫描量热法测试PVA/淀粉膜的玻璃化转变温度，以X射线衍射法测试其结晶特性，并用热重分析测试来探究热稳定的变化。3.3结果与讨论3.3.1淀粉适用性分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]可降解高透CO2透湿果蔬保鲜膜的研制与应用[J]. 蒋佳男,李海登,李继兰,郭艳利,李喜宏. 食品工业. 2019(11)
[2]PLA/PBAT共混体系的制备与性能[J]. 颜颖达,赵珊,阳范文,李荣荣,王晨光,梁毓,陈晓明,章喜明,田秀梅,周苗,王晗,陈新度. 工程塑料应用. 2019(11)
[3]PBAT/PLLA共混薄膜的热学、力学及阻透性能[J]. 王莉梅,图布新,于一凡,卢月圆,春艳,董同力嘎. 中国塑料. 2019(09)
[4]浅析高分子材料成型加工技术[J]. 余暕浩. 技术与市场. 2019(09)
[5]PBAT型全生物降解膜对南疆番茄产量及土壤理化性质的影响[J]. 王斌,万艳芳,王金鑫,孙九胜,槐国龙,崔磊,张彦红,魏彦宏,刘国宏. 农业资源与环境学报. 2019(05)
[6]2018年国内外ABS树脂生产技术与市场[J]. 黄金霞,朱海林,陈兴郁,陆书来. 化学工业. 2019(04)
[7]聚乳酸薄共聚膜对樱桃番茄自发气调保鲜的影响[J]. 云雪艳,李晓芳,刘孟禹,道日娜,董同力嘎. 食品与发酵工业. 2019(20)
[8]治理白色污染 发展绿色农业——沙湾县加快推进农田残膜污染综合治理工作[J]. 吴晓红. 农机使用与维修. 2019(07)
[9]浅谈我国高分子化工材料的发展现状[J]. 蔡何文. 信息记录材料. 2019(06)
[10]聚己内酯/淀粉纳米晶复合体系的静电纺丝[J]. 常加禾,吴建臻,唐玉露,解文媛. 山东化工. 2019(07)
博士论文
[1]聚己内酯基可降解薄膜的制备及其对果蔬保鲜机理的研究[D]. 成培芳.内蒙古农业大学 2019
硕士论文
[1]离心纺聚己内酯/胶原蛋白复合纤维膜的性能及细胞相容性研究[D]. 李美辰.武汉纺织大学 2019
[2]静电纺丝法组装ZIFs纳米颗粒及其衍生材料的电化学性能研究[D]. 卢兵荣.合肥工业大学 2018
[3]木薯淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖生物降解薄膜制备及性能研究[D]. 安永超.河北农业大学 2015
[4]柠檬酸改性聚乙烯醇薄膜的制备及其在食品保鲜中的应用[D]. 张燕.上海海洋大学 2015
[5]耐水性淀粉基/PVA生物降解塑料薄膜研究[D]. 张振宇.北京化工大学 2010
本文编号：3305969
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本课题技术路线图
青岛科技大学研究生学位论文21图2-2ZIF-8与改性ZIF-8的扫描电镜谱图：（a）加热搅拌法制备的ZIF-8；（b）静置加热法制备的ZIF-8；（c）改性后的ZIF-8Figure2-2SEMspectrumofZIF-8andmodifiedZIF-8nanoparticles:(a)ZIF-8preparedbyheatingandstirringmethod;(b)ZIF-8preparedbystandingheatingmethod;(c)ModifiedZIF-8从图2-2中（a）可知加热搅拌法合成的ZIF-8颗粒为不规则的多面体，大小分布不均匀，粒径约为50-100nm。颗粒大小的差异是由于搅拌在溶液中形成了湍流，部分ZIF-8晶粒在形成后又作为成核中心，进行了二次成核，晶粒再次长大导致颗粒直径变大。与搅拌法相比，在同样的温度下，静置生成的ZIF-8颗粒大小更加均匀，粒径大小约为90nm左右，静置法更使用于合成ZIF-8，并对其进行后改性。图2-2中（c）为在60℃下，用0.05g乙二胺改性2小时后的ZIF-8，从图可见改性后的ZIF-8颗粒仍然为不规则多面体，但是颗粒直径有所增加，大小约为100nm左右，并且颗粒之间有明显的粘连现象。这可能是由于改性后ZIF-8颗粒之间通过表面接枝的乙二胺连接了起来，使得多个ZIF-8颗粒聚集在一起而导致粒径变大。2.3.3X射线衍射（XRD）分析51015202530354045502theta,degreeZIF-8ZIF-8modifiedwithEDfor0.5hZIF-8modifiedwithEDfor1hZIF-8modifiedwithEDfor2hZIF-8modifiedwithEDfor5hIntensity(cps)图2-3ZIF-8与改性ZIF-8的X射线衍射谱图Figure2-3XRDspectrumofZIF-8andmodifiedZIF-8nanoparticles
可气调水溶膜的制备与应用研究28（3）称取3g的玉米淀粉，用10g的去离子水溶解后加入到PVA溶液中，搅拌0.5小时至淀粉糊化。（4）称取4g的1，4-丁二醇加入PVA/淀粉混合液中，继续搅拌0.5小时，进行增塑改性。（5）分别称取0.1g，0.3g，0.5g，0.7g的甲基纤维素，用少量的去离子水溶解并超声5分钟，然后加入上述膜液中，降低温度至70℃，继续搅拌2小时，使甲基纤维素充分与PVA和淀粉混合。（6）加入几滴消泡剂，降低转速至200r/min，搅拌十分钟后停止。（7）倒出铸膜液，用可调式刮膜机在聚四氟乙烯板上刮膜，控制湿膜厚度约为800um。（8）将膜置于电热鼓风干燥箱中，在80℃下干燥20分钟，然后升温至120℃，再烘10分钟，拿出冷却至室温后揭膜。可调式刮膜机，所用聚四氟乙烯板以及制备的铸膜液的图片如图3-1所示。图3-1（a）可调式刮膜机；（b）聚四氟乙烯板；（c）铸膜液Figure3-1(a)Adjustablefilmscraper；(b)Teflonboard；(c)Filmcastingliquid3.2.3测试与表征在分别制备了PVA/玉米淀粉膜和PVA/马铃薯淀粉膜，并对其进行了相应的增塑增强改性后，用光学显微镜观察其微观形貌，通过万能拉力机测试其机械性能的变化。为确定两种增塑剂的改性效果，用差示扫描量热法测试PVA/淀粉膜的玻璃化转变温度，以X射线衍射法测试其结晶特性，并用热重分析测试来探究热稳定的变化。3.3结果与讨论3.3.1淀粉适用性分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]可降解高透CO2透湿果蔬保鲜膜的研制与应用[J]. 蒋佳男,李海登,李继兰,郭艳利,李喜宏. 食品工业. 2019(11)
[2]PLA/PBAT共混体系的制备与性能[J]. 颜颖达,赵珊,阳范文,李荣荣,王晨光,梁毓,陈晓明,章喜明,田秀梅,周苗,王晗,陈新度. 工程塑料应用. 2019(11)
[3]PBAT/PLLA共混薄膜的热学、力学及阻透性能[J]. 王莉梅,图布新,于一凡,卢月圆,春艳,董同力嘎. 中国塑料. 2019(09)
[4]浅析高分子材料成型加工技术[J]. 余暕浩. 技术与市场. 2019(09)
[5]PBAT型全生物降解膜对南疆番茄产量及土壤理化性质的影响[J]. 王斌,万艳芳,王金鑫,孙九胜,槐国龙,崔磊,张彦红,魏彦宏,刘国宏. 农业资源与环境学报. 2019(05)
[6]2018年国内外ABS树脂生产技术与市场[J]. 黄金霞,朱海林,陈兴郁,陆书来. 化学工业. 2019(04)
[7]聚乳酸薄共聚膜对樱桃番茄自发气调保鲜的影响[J]. 云雪艳,李晓芳,刘孟禹,道日娜,董同力嘎. 食品与发酵工业. 2019(20)
[8]治理白色污染 发展绿色农业——沙湾县加快推进农田残膜污染综合治理工作[J]. 吴晓红. 农机使用与维修. 2019(07)
[9]浅谈我国高分子化工材料的发展现状[J]. 蔡何文. 信息记录材料. 2019(06)
[10]聚己内酯/淀粉纳米晶复合体系的静电纺丝[J]. 常加禾,吴建臻,唐玉露,解文媛. 山东化工. 2019(07)
博士论文
[1]聚己内酯基可降解薄膜的制备及其对果蔬保鲜机理的研究[D]. 成培芳.内蒙古农业大学 2019
硕士论文
[1]离心纺聚己内酯/胶原蛋白复合纤维膜的性能及细胞相容性研究[D]. 李美辰.武汉纺织大学 2019
[2]静电纺丝法组装ZIFs纳米颗粒及其衍生材料的电化学性能研究[D]. 卢兵荣.合肥工业大学 2018
[3]木薯淀粉/聚乙烯醇/壳聚糖生物降解薄膜制备及性能研究[D]. 安永超.河北农业大学 2015
[4]柠檬酸改性聚乙烯醇薄膜的制备及其在食品保鲜中的应用[D]. 张燕.上海海洋大学 2015
[5]耐水性淀粉基/PVA生物降解塑料薄膜研究[D]. 张振宇.北京化工大学 2010
本文编号：3305969
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