改性层状双金属氢氧化物/壳聚糖复合膜的制备与性能研究

摘要

本文制备了一种可完全生物降解的阻隔性包装薄膜一改性层状双金属氢氧化物(M-LDHs)/壳聚糖(CS)复合膜,并对LDHs/CS复合膜的性能进行研究。课题对壳聚糖膜的阻氧性进行了研究,确定了最佳成膜条件:并对LDHs进行了改性,制得了M-LDHs;采用溶液共混的方法制备了M-LDHs/CS复合膜。表征了M-LDHs/CS复合膜的结构,研究了M-L,DHs/CS复合膜氧气阻隔性能、透光性能、拉伸性能,以及丙三醇对复合膜的增韧效果。本课题的主要结论如下:
　　 在壳聚糖膜的阻氧性及层状双金属氢氧化物的改性中,通过正交试验,研究了壳聚糖乙酸溶液浓度、搅拌温度、成膜温度三个因素对壳聚糖膜性能的影响。确定了最佳成膜条件为:壳聚糖乙酸溶液浓度为1.0％(m/v),搅拌温度为60℃,成膜温度为40℃。此时,壳聚糖膜的氧气阻隔性能最佳,其OTR为3.598cm3/m2·24h-0.1MPa。采用柠檬酸对LDHs进行改性,通过XRD、FTIR、FE-SEM和TG分析可知:当柠檬酸与LDO的摩尔比为2:1时,制得的M-LDHs为最佳。
　　 在改性层状双金属氢氧化物/壳聚糖复合膜中,复合膜的氧气透过速率(OTR)随w(M-LDHs):w(CS)的增大先减小后增大,在w(M-LDHs):w(CS)为15:100时,共混膜的氧气阻隔性能最佳,比纯CS膜提高了42％;拉伸强度比纯CS膜提高了22‰透光率大于90％,具有良好的透明性;LDO/CS复合膜的氧气阻隔性、透光性能和拉伸性能均不及M-LDHs/CS复合膜。
　　 在丙三醇增韧改性层状双金属氢氧化物/壳聚糖复合膜中,随着丙三醇含量的增加,M-LDHs与CS分相现象严重。拉伸强度与断裂伸长率分别比未加丙三醇的M-LDHs/CS复合膜提高了14％与19％,达到了增韧的目的;加入丙三醇后,M-LDHs/CS复合膜氧气阻隔性能不断下降,但在拉伸性能最佳的2％时,氧气阻隔性能仍好于纯CS膜;透光率大于91％,好于未加丙三醇的复合膜。