傳統(tǒng)的不可降解塑料包裝材料對(duì)環(huán)境造成了不可逆轉(zhuǎn)的破壞,嚴(yán)重影響了我們的生活環(huán)境。此外石化資源減少、水土流失、土地沙漠化等迫使我們開發(fā)使用綠色新能源。我國(guó)海洋資源豐富,具有可再生性,科學(xué)家們提出了向海洋要資源,制備生物可降解性包裝材料。從天然海藻中提取的瓊膠、卡拉膠和海藻酸鈉具有無毒性、生物相容性、凝膠性和成膜性等,被廣泛應(yīng)用在生物、醫(yī)學(xué)和食品等行業(yè)中。本論文采用熱鑄法,制備出海藻多糖復(fù)合膜,通過加入納米顆粒TiO_2和SiO_2以及無鹵阻燃劑硼酸,研究多糖納米復(fù)合膜的機(jī)械性能、對(duì)水的阻抗性、對(duì)紫外光的屏蔽性以及熱穩(wěn)定性等的變化,期望制備可替代傳統(tǒng)非降解包裝材料的膜。本論文主要包括以下內(nèi)容:1.采用熱鑄法,甘油作為增塑劑,制備出含不同納米TiO_2濃度的瓊膠/?-卡拉膠/TiO_2納米復(fù)合膜。主要研究納米TiO_2的濃度對(duì)瓊膠/?-卡拉膠復(fù)合膜物化性能的影響。SEM和XRD表明納米TiO_2均勻分散在復(fù)合膜中。含1 wt%TiO_2的瓊膠/?-卡拉膠/TiO_2納米復(fù)合膜的斷裂強(qiáng)度比瓊膠/?-卡拉膠復(fù)合膜的斷裂強(qiáng)度提高了96.8%。納米TiO_2的加入改善了復(fù)合膜對(duì)紫外光的屏蔽,同時(shí)降低了其溶脹度、水溶性和水蒸氣透過率。含1 wt%TiO_2的瓊膠/?-卡拉膠/TiO_2納米復(fù)合膜具有最好的機(jī)械性能、光學(xué)性能和對(duì)水的阻抗性。2.通過熱鑄法制備瓊膠/海藻酸鈉/SiO_2納米復(fù)合膜。探究了納米SiO_2濃度對(duì)瓊膠/海藻酸鈉/SiO_2納米復(fù)合膜性能的影響。SEM顯示納米復(fù)合膜表面無孔隙和裂紋。FTIR和XRD說明納米SiO_2和多糖之間形成相互作用。隨著納米SiO_2的濃度從0增加到10 wt%,復(fù)合膜的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率增加并達(dá)到最大值,這可能與分子間形成的相互作用力有關(guān)。含2.5 wt%SiO_2的瓊膠/海藻酸鈉/SiO_2納米復(fù)合膜的水接觸角達(dá)到90.4 ~o,符合疏水膜的指標(biāo)。同時(shí),納米SiO_2的加入提高了納米復(fù)合膜對(duì)水的阻抗性和熱穩(wěn)定性。3.將質(zhì)量比為1:1的瓊膠和海藻酸鈉粉末加入到硼酸溶液中,高溫下交聯(lián)得到瓊膠/海藻酸鈉/硼酸阻燃膜。通過拉伸測(cè)試、極限氧指數(shù)測(cè)試、燃燒性試驗(yàn)和熱重測(cè)試表征硼酸濃度對(duì)交聯(lián)膜性能的影響。SEM顯示膜表面均勻光滑,無聚集顆粒。FTIR證明了硼酸與多糖間的交聯(lián)。與瓊膠/海藻酸鈉復(fù)合膜相比,含5 wt%硼酸交聯(lián)膜的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別增加了78.2%和7.6%。隨著硼酸濃度的增加,交聯(lián)膜的極限氧指數(shù)值逐漸增大,并且阻燃性也逐漸提高。與瓊膠/海藻酸鈉復(fù)合膜相比,當(dāng)硼酸濃度高于5 wt%時(shí),交聯(lián)膜的熱穩(wěn)定性得到了提高。
【學(xué)位單位】：青島大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.2;TS206.4
【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
第一章 緒論
    1.1 天然海藻多糖的研究進(jìn)展
        1.1.1 瓊膠簡(jiǎn)介
        1.1.2 卡拉膠簡(jiǎn)介
        1.1.3 海藻酸鈉簡(jiǎn)介
    1.2 海藻多糖復(fù)合膜改性的研究進(jìn)展
        1.2.1 瓊膠復(fù)合膜
        1.2.2 卡拉膠復(fù)合膜
        1.2.3 海藻酸鈉復(fù)合膜
    1.3 本論文的主要內(nèi)容
2納米復(fù)合膜的制備與性能研究'>第二章 瓊膠/卡拉膠/TiO₂納米復(fù)合膜的制備與性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑
    2.3 實(shí)驗(yàn)部分
        2.3.1 膜的制備
        2.3.2 物理結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 厚度測(cè)試
        2.3.4 機(jī)械性能測(cè)試
        2.3.5 透光性和透明度測(cè)試
        2.3.6 表面顏色測(cè)試
        2.3.7 溶脹性測(cè)試
        2.3.8 水溶性測(cè)試
        2.3.9 水接觸角測(cè)試
        2.3.10 水蒸氣透過率測(cè)試
        2.3.11 數(shù)據(jù)分析
    2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.4.1 表面形貌分析
        2.4.2 XRD分析
        2.4.3 Zeta電勢(shì)和傅里葉變換紅外分析
        2.4.4 厚度和機(jī)械性能
        2.4.5 光學(xué)性能
        2.4.6 膜表面顏色
        2.4.7 溶脹性,水溶性和水接觸角
        2.4.8 水蒸氣透過率
    2.5 本章小結(jié)
2納米復(fù)合膜的制備與性能研究'>第三章 瓊膠/海藻酸鈉/SiO₂納米復(fù)合膜的制備與性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑
    3.3 實(shí)驗(yàn)部分
        3.3.1 膜的制備
        3.3.2 物理結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 厚度測(cè)試
        3.3.4 機(jī)械性能測(cè)試
        3.3.5 含水量測(cè)試
        3.3.6 水接觸角測(cè)試
        3.3.7 水蒸氣透過率測(cè)試
        3.3.8 溶脹性測(cè)試
        3.3.9 水溶性測(cè)試
        3.3.10 透光性和透明度測(cè)試
        3.3.11 表面顏色測(cè)試
        3.3.12 數(shù)據(jù)分析
    3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        3.4.1 表面形貌分析
        3.4.2 XRD和傅里葉變換紅外測(cè)試
        3.4.3 Zeta電勢(shì)分析
        3.4.4 厚度和機(jī)械性能
        3.4.5 水接觸角和水蒸氣透過率
        3.4.6 含水量,溶脹性和水溶性
        3.4.7 光學(xué)性能
        3.4.8 膜表面顏色
        3.4.9 熱穩(wěn)定性分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 瓊膠/海藻酸鈉/硼酸交聯(lián)膜的阻燃性能研究
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)儀器及試劑
    4.3 實(shí)驗(yàn)部分
        4.3.1 膜的制備
        4.3.2 掃面電鏡和傅里葉變換紅外測(cè)試
        4.3.3 厚度測(cè)試
        4.3.4 機(jī)械性能測(cè)試
        4.3.5 燃燒測(cè)試
        4.3.6 極限氧指數(shù)測(cè)試
        4.3.7 熱穩(wěn)定性測(cè)試
        4.3.8 數(shù)據(jù)分析
    4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        4.4.1 表面形貌分析
        4.4.2 傅里葉變換紅外分析
        4.4.3 厚度和機(jī)械性能
        4.4.4 燃燒分析
        4.4.5 極限氧指數(shù)分析
        4.4.6 熱穩(wěn)定性分析
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間的科研成果
致謝

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