目的將聚乙烯醇（PVA）引入殼聚糖（CS）/有機累托石（OREC）復(fù)合體系制備插層效果、力學(xué)性能、抗紫外老化及阻隔性能良好的插層納米復(fù)合膜。方法利用溶液流延法制備PVA-CS/OREC系列復(fù)合膜,以XRD及SEM研究復(fù)合膜的插層結(jié)構(gòu)及OREC在基體中的分散性,研究復(fù)合膜的力學(xué)性能、抗紫外輻射性及水蒸氣透過性。結(jié)果 OREC及PVA添加量較少時可與CS形成良好的插層結(jié)構(gòu)。當(dāng)OREC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%,PVA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時的復(fù)合膜（標(biāo)記為PVA10-CS/OREC2）插層結(jié)構(gòu)最好,OREC在CS及PVA基體中分散性最好,與OREC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%且不含PVA的復(fù)合膜（標(biāo)記為CS/OREC2）相比,拉伸強度提高42.2%,斷裂伸長率提高30%,水蒸氣透過量降低10.2%,復(fù)合膜經(jīng)紫外輻射后拉伸強度保持率、斷裂伸長保持率仍達(dá)82.5%及68.2%。結(jié)論 PVA10-CS/OREC2膜可作為醫(yī)用膜和藥品、食品等的包裝材料。 

【文章來源】：包裝工程. 2016,37(17)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

OREC及PVA-CS/OREC復(fù)合膜的XRD圖

〔⑶以諢?逯蟹稚⒔?均勻，基體和無機粘土的界面模糊，尤其是PVA10-CS/OREC2復(fù)合膜的表面質(zhì)量更好。此結(jié)果表明，添加PVA促進(jìn)了有機累托石粘土的解離并使其能更均勻地分散在CS基質(zhì)中，PVA在CS與OREC復(fù)合中可起到兼容劑的作用。原因在于PVA在剪切力下和OREC混和時容易吸附在有機累托石表面，促使粘土解離成更小的片層，以更好地在基體中分散。少量的PVA和CS能通過氫鍵很好地相容。從PVA20-CS/OREC2復(fù)合膜的SEM照片可看出，膜出現(xiàn)了一定的相分離，這說明PVA量過大，將會影響到PVA與CS的相容性，導(dǎo)致材料出現(xiàn)瑕疵。圖2PVA-CS/OREC復(fù)合膜的SEM圖Fig.2SEMmicrographsofPVA-CS/ORECcompositefilms2.2復(fù)合膜的力學(xué)性能及抗紫外老化性能OREC和PVA含量對復(fù)合膜力學(xué)性能的影響見圖3，可以看出，添加OREC后，復(fù)合膜的拉伸強度得到提高，其中OREC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時，不同PVA含量復(fù)合膜拉伸強度均相對較高，當(dāng)OREC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時，復(fù)合膜的拉伸強度較之又降低了。這是因為在OREC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%時，剝離的OREC粘土片層在CS和PVA基體中得到很好的分散，使得CS基體中的應(yīng)力分布均勻，減小了材料應(yīng)力集中現(xiàn)象，使拉伸強度得到提高。OREC含量高時，由于OREC粘土團聚使得基體分子間隙增加，分子間作用力降低，故其拉伸強度反而降低。PVA質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，各OREC復(fù)合膜拉伸強度相應(yīng)最高，PVA含量過低或過高，拉伸強度相之都較校原因在于將少量PVA摻入CS中，體系中由于OREC與PVA和CS之間形成的H鍵、Si—O鍵及Al—O鍵增強了界面結(jié)合力，外力很難使

陸擔(dān)??部闖齙監(jiān)REC質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于2%時，降低輻度不大，如PVA10-CS/OREC2復(fù)合膜斷裂伸長率相對PVA10-CS降低了10.6%，而當(dāng)OREC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時，降低輻度較大，PVA10-CS/OREC5復(fù)合膜斷裂伸長率相對PVA10-CS降低了32.8%。從圖3b還可以看出，增加PVA用量，復(fù)合膜的斷裂伸長率增加，原因在于PVA分子鏈柔順，在膜中加入PVA有利于提高膜的延展性，改善其柔韌性。大量PVA使OREC在體系中含量變小，使交聯(lián)點減少，膜的結(jié)晶度降低，這些導(dǎo)致膜的韌性增加。總之，添加適量PVA對OREC改性的CS基復(fù)合膜在增強的同時又有增韌作用。圖3OREC和PVA含量對復(fù)合膜力學(xué)性能的影響Fig.3EffectofcontentofORECandPVAonmechanicalpropertiesofcompositefilms紫外線具有很大的光能量，能夠切斷許多高分子材料的分子鏈或者引發(fā)其發(fā)生光氧化反應(yīng)，經(jīng)紫外線輻照后的高聚物共價鍵斷裂，線型大分子產(chǎn)生運動支鏈結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致材料宏觀性能下降，材料很快變脆。文中取力學(xué)性能相對較好的OREC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的系列復(fù)合膜PVA-CS/OREC2，考查其抗紫外輻射能力。紫外輻射前后復(fù)合膜力學(xué)性能的變化見圖4。未添加PVA時的CS/OREC2復(fù)合膜經(jīng)紫外燈照射后的拉伸強度降低了25.57%，斷裂伸長率降低了43.66%；PVA5-CS/OREC2經(jīng)輻射后拉伸強度降低了21.76%，斷裂伸長率降低了38.43%；PVA10-CS/OREC2膜輻射后拉伸強度降低了17.51%，斷裂伸長率降低了31.75%；PVA20-CS/OREC2膜輻射后拉伸強度降低了31.95%，斷裂伸長率降低了56.59%。結(jié)果表明PVA質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過10%時，添加PVA對復(fù)合膜的抗紫外輻射有一定的貢獻(xiàn)。PVA質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過10%時，復(fù)合膜的抗紫外輻射能力又有所下降。原因在于少量PVA可增強材料插層/剝離效果及能形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這對于提高膜的抗紫外輻射是有利的。PVA含量?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]焦磷酸鈉改性累托石吸附處理含苯酚廢水的研究[J]. 楊連利.  化工新型材料. 2013(04)



本文編號：3215935