目的研究聚乙二醇(PEG)的加入對復合凝膠微觀結(jié)構(gòu)、溶脹性能和熱穩(wěn)定性的影響,擴大復合凝膠在包裝領(lǐng)域的應用。方法以PEG為致孔劑,納米纖維素(CNFs)為增強相,利用物理交聯(lián)法制備出多孔聚乙烯醇/納米纖維素復合水凝膠。結(jié)果 PEG作為致孔劑時可制得網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)的多孔水凝膠,復合凝膠的溶脹度可達到1000,相比于純PVA水凝膠有極大的提高,同時加入CNFs的聚乙烯醇凝膠與純的聚乙烯醇凝膠相比具有更好的熱穩(wěn)定性。結(jié)論這種有著高溶脹性和良好熱穩(wěn)定性的多孔復合凝膠可用于包裝產(chǎn)品的保鮮與物流防護。 

【文章來源】：包裝工程. 2016年15期 北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

多孔復合水凝膠的紅外光譜

58包裝工程2016年8月而PEG作為致孔劑不參與凝膠的交聯(lián)反應過程。在凍融循環(huán)過程中，一方面PVA的分子間羥基通過氫鍵形成物理交聯(lián)，另一方面PVA和CNFs通過表面羥基形成氫鍵從而交聯(lián)形成水凝膠。多孔復合凝膠的斷面微觀形貌見圖2，可以看出，純的聚乙烯醇水凝膠內(nèi)部沒有明顯的孔徑結(jié)構(gòu)，而添加PEG和CNFs的復合凝膠表現(xiàn)出多孔的網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)。這是因為在凍融循環(huán)過程中，在體系中占有一定體積的PEG提供了空間阻礙，影響了凝膠的交聯(lián)，從而在相分離過程中形成了多孔的結(jié)構(gòu)[19—20]。另外，納米纖維素的加入促進了網(wǎng)絡(luò)互穿結(jié)構(gòu)的形成。從微觀形貌上可以看出，PEG量的多少對孔徑尺寸影響不大。這種多孔結(jié)構(gòu)對于某些特殊用途的材料是非常有利的，例如可以考慮用作復合包裝材料，當運輸和貯存可能會受潮和本身可能會溢流的貨物時，可用含高吸水性水凝膠的復合材料包裝，以保證貨物安全。此外，高吸水性凝膠與無紡布和薄膜組合，可加工成不同結(jié)構(gòu)吸液襯里材料，用以包裝肉類食品，使商品能保持清潔外觀，取食時包裝袋中不存在液體[1—2]。圖2多孔復合水凝膠斷面微觀形貌Fig.2SEMoftheporouscompositehydrogels多孔復合水凝膠的溶脹度見圖3，可以看出純PVA水凝膠的溶脹度為570，而多孔水凝膠的溶脹度在1000左右，這是由于純PVA水凝膠的少孔結(jié)構(gòu)影響與阻礙了水分子滲透到凝膠內(nèi)部，而復合凝膠的多孔結(jié)構(gòu)則促進了水分子的滲透，且多孔結(jié)構(gòu)為水分子提供了更多儲存空間，因此復合凝膠的溶脹度得到了極大的提高。同時從圖3中可以看出PEG添加量的增加對復合水凝膠的溶脹度也有一定的提高，這可能是PEG的增加提高了水凝膠孔的均勻性和孔的數(shù)量[21]。提高水凝膠的溶脹度不僅使其在土壤的抗旱保水方面有廣闊的應用前景[3]，

結(jié)構(gòu)的形成。從微觀形貌上可以看出，PEG量的多少對孔徑尺寸影響不大。這種多孔結(jié)構(gòu)對于某些特殊用途的材料是非常有利的，例如可以考慮用作復合包裝材料，當運輸和貯存可能會受潮和本身可能會溢流的貨物時，可用含高吸水性水凝膠的復合材料包裝，以保證貨物安全。此外，高吸水性凝膠與無紡布和薄膜組合，可加工成不同結(jié)構(gòu)吸液襯里材料，用以包裝肉類食品，使商品能保持清潔外觀，取食時包裝袋中不存在液體[1—2]。圖2多孔復合水凝膠斷面微觀形貌Fig.2SEMoftheporouscompositehydrogels多孔復合水凝膠的溶脹度見圖3，可以看出純PVA水凝膠的溶脹度為570，而多孔水凝膠的溶脹度在1000左右，這是由于純PVA水凝膠的少孔結(jié)構(gòu)影響與阻礙了水分子滲透到凝膠內(nèi)部，而復合凝膠的多孔結(jié)構(gòu)則促進了水分子的滲透，且多孔結(jié)構(gòu)為水分子提供了更多儲存空間，因此復合凝膠的溶脹度得到了極大的提高。同時從圖3中可以看出PEG添加量的增加對復合水凝膠的溶脹度也有一定的提高，這可能是PEG的增加提高了水凝膠孔的均勻性和孔的數(shù)量[21]。提高水凝膠的溶脹度不僅使其在土壤的抗旱保水方面有廣闊的應用前景[3]，對于拓展其在包裝領(lǐng)域的應用也有著重要意義，如這種高溶脹度水凝膠可用作大型防潮包裝的吸水材料、集裝箱干燥劑，此外還可以用于包裝運輸過程中濕度顯示卡的電子傳感器等。不僅如此，這種高溶脹度復合凝膠還可用于一些功能性包裝的油水分離材料等。圖3多孔復合水凝膠的溶脹度Fig.3Swellingdegreeoftheporouscompositehydrogels水凝膠有著良好的熱力學性能，這對于其在包裝領(lǐng)域的應用是非常重要的，例如一些包裝產(chǎn)品在運輸和儲存時對包裝材料的耐熱性有著嚴格要求[2]。復合水凝膠的熱重曲線見圖4，可以看出所有的水?

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：2936151