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聚乳酸/壳聚糖/肉桂醛单向阻湿双层膜的制备及其在秀珍菇保鲜中的应用

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食品科学 2024年第10期45卷 232-241页

作者：陈秀梅林妍陈俊宇谭小丽车金鑫陶能国湘潭大学化工学院湖南湘潭411105

为改善秀珍菇富含营养和水分,采后极易失水萎蔫降低商品价值,而膜包装易导致内部环境湿度大造成腐烂的问题,本研究以聚乳酸(polylactic acid,PLA)和壳聚糖(chitosan,CS)为成膜基质,制备含有0.25%肉桂醛纳米乳(cinnamaldehyde nano-emuls... 详细信息

为改善秀珍菇富含营养和水分,采后极易失水萎蔫降低商品价值,而膜包装易导致内部环境湿度大造成腐烂的问题,本研究以聚乳酸(polylactic acid,PLA)和壳聚糖(chitosan,CS)为成膜基质,制备含有0.25%肉桂醛纳米乳(cinnamaldehyde nano-emulsion,CANE)的单向阻湿双层膜(0.25%CANE-PLA-CS),探讨该膜的微观结构、物理性能、光学性能、机械性能、水蒸气的阻隔性能和缓释性能,最终将其应用在秀珍菇贮藏保鲜中。结果表明:PLA和CS两者间的复合可有效弥补单体膜的缺陷,0.25%CANE-PLA-CS双层膜层与层之间结合紧密,对CA的保留率是42%,抗紫外线能力强,水滴沉降速度最小且P层有较好的水蒸气阻隔性,C层具有较好的亲水性。秀珍菇保鲜实验发现,与PE膜包装相比,0.25%CANE-PLA-CS双层膜对秀珍菇采后的褐变有明显的抑制作用;有效抑制秀珍菇贮藏期间的呼吸强度,延缓秀珍菇质量损失率、可溶性固形物、褐变度、电导率以及丙二醛含量的上升;降低秀珍菇贮藏期间的多酚氧化酶和过氧化物酶活性,维持了秀珍菇较高的超氧化物歧化酶活性。这些结果表明该单向阻湿双层膜能够有效延缓秀珍菇褐变、衰老和维持其商品价值,为制备菇类新型保鲜材料提供理论支撑,对降低秀珍菇采后损失具有较好的指导价值。

关键词：单向阻湿双层膜聚乳酸壳聚糖肉桂醛乳液秀珍菇保鲜

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含硅-氮木质素协同聚磷酸铵阻燃聚乳酸

复合材料学报 2024年第7期41卷 3544-3556页

作者：宋艳林肯周宇彤单雪影李锦春赵彩霞常州大学材料科学与工程学院常州213164 常州大学安全科学与工程学院常州313164

聚乳酸(PLA)作为生物基可降解塑料逐渐成为研究热点,但由于其极易燃烧,在包装、电器等领域的应用受到限制,为了解决此类问题,对碱木质素(Lig)改性合成了含硅-氮元素的木质素(Si-NLig),通过TGA分析发现,Si-NLig在空气中的初始降解温度(T... 详细信息

聚乳酸(PLA)作为生物基可降解塑料逐渐成为研究热点,但由于其极易燃烧,在包装、电器等领域的应用受到限制,为了解决此类问题,对碱木质素(Lig)改性合成了含硅-氮元素的木质素(Si-NLig),通过TGA分析发现,Si-NLig在空气中的初始降解温度(T5%)提高了20℃,且高温残留量由2.3%提高至25.5%。将Si-NLig作为成炭剂,与聚磷酸铵(APP)复配,通过熔融共混法制成阻燃聚乳酸材料(Si-NLig-APP/PLA),对其阻燃性能、力学性能、燃烧行为等进行了研究。研究表明:Si-NLig与APP质量比为1∶4,10wt%的添加量可使Si-NLig-8%APP/PLA的极限氧指数(LOI)值达到27%,UL-94垂直燃烧达到V-0级别,而同等条件下Lig-8%APP/PLA的LOI值为26%,UL-94仅为V-2级别。同时,与Lig-8%APP/PLA相比,Si-NLig-8%APP/PLA的热释放速率峰值(PHRR)降低了27%;残炭的拉曼图谱分析发现Si-NLig-8%APP/PLA的石墨化程度比Lig-8%APP/PLA提高了36.7%,为其良好的阻燃性能提供了理论依据。Si-NLig的引入使阻燃PLA力学性能得到了改善,拉伸强度提升了21%。可见Si-NLig在无卤阻燃PLA领域中具有潜在的应用前景。

关键词：含硅-氮木质素聚乳酸成炭剂阻燃性能力学性能

基于亚锡灭活及链端改性提高聚乳酸热稳定性的研究进展

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化工学报 2024年第3期75卷 760-767页

作者：陈志明王泽凤马高琪王良波余承涛潘鹏举浙江海诺尔生物材料有限公司浙江台州318000 浙江大学衢州研究院浙江衢州324000 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058

聚乳酸(PLA)是当前人工合成的生物可降解材料中商业化程度最高的一类,具有良好的力学性能和优异的生物相容性。由于亚锡类催化剂具有催化活性高、价格低且不易发生消旋反应等优点,被广泛应用于PLA的工业化生产。虽然亚锡类催化剂的用量... 详细信息

聚乳酸(PLA)是当前人工合成的生物可降解材料中商业化程度最高的一类,具有良好的力学性能和优异的生物相容性。由于亚锡类催化剂具有催化活性高、价格低且不易发生消旋反应等优点,被广泛应用于PLA的工业化生产。虽然亚锡类催化剂的用量较少,但催化剂的微量残留仍会促进PLA制品的热降解,极大地影响制品的性能和使用寿命。首先综述了亚锡类催化剂促进PLA热降解的机制,而后从亚锡离子的螯合、亚锡离子的氧化和链端基改性3个方面出发,详细总结了提高PLA热稳定性的研究进展,以期为扩大PLA产品的应用范围和延长PLA产品的使用寿命提供指导。

关键词：聚乳酸催化剂失活氧化螯合端基改性耐热性能

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含P/N/Si木质素基阻燃剂的制备及其阻燃聚乳酸

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高分子材料科学与工程 2024年第3期40卷 12-22页

作者：宋艳杨晓涵林肯单雪影李锦春常州大学材料科学与工程学院江苏常州213164 常州大学环境科学与工程学院江苏常州213164

以碱木质素(Lig)为原料,3-氨丙基三甲氧基硅烷、4-(二乙氨基)水杨醛和9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物为改性剂,通过三步法成功制备了一种含磷、氮、硅元素的木质素基阻燃剂(FR-Lig)。热失重分析表明,与Lig相比,FR-Lig在空气中具有... 详细信息

以碱木质素(Lig)为原料,3-氨丙基三甲氧基硅烷、4-(二乙氨基)水杨醛和9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物为改性剂,通过三步法成功制备了一种含磷、氮、硅元素的木质素基阻燃剂(FR-Lig)。热失重分析表明,与Lig相比,FR-Lig在空气中具有良好的热稳定性能和成炭能力,其T5%提高了45℃,550℃时的残留量由1.8%提高到31.6%。然后将FR-Lig用于制备全生物基阻燃聚乳酸复合材料(FR-Lig/PLA),对材料的阻燃性能、热稳定性能、燃烧行为等进行了研究。结果表明,FR-Lig的加入可提高PLA的阻燃性能,当添加量为20%时,LOI值可增加至27.5%,垂直燃烧Ul-94过V-0级;即使质量分数10%的加入,也可使PLA的LOI值增加2个数值,UL-94由无等级提高至V-2级,对应PLA的拉伸强度为41.8 MPa,与纯PLA相比,冲击强度可提升约60%;而且,FR-Lig/PLA材料的热稳定性能、耐火性能和抑烟能力得到了提升。此外,残炭的表征及PLA的热重-红外联用分析表明,气相阻燃和凝聚相阻燃在PLA中共同发挥作用,以后者为主,并提出了可能的阻燃机理。

关键词：碱木质素生物基阻燃剂聚乳酸阻燃性能热稳定性能

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Beta@ZIF-67复合材料的制备及对聚乳酸塑料的催化降解性能

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高等学校化学学报 2024年第9期45卷 16-24页

作者：王晨竹高明坤高艳静齐思贤于吉红吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室长春130012 吉林大学化学学院未来科学国际合作联合实验室长春130012

以聚乳酸(PLA)为代表的可降解塑料被认为是传统石油基塑料的合适替代品.然而,PLA自然降解的时间较长,同时伴随着CO_(2)的排放.因此,升级回收PLA更有利于实现可持续发展.本文通过将沸石咪唑酯骨架(ZIF-67)生长在Beta沸石表面,制备了一种B... 详细信息

以聚乳酸(PLA)为代表的可降解塑料被认为是传统石油基塑料的合适替代品.然而,PLA自然降解的时间较长,同时伴随着CO_(2)的排放.因此,升级回收PLA更有利于实现可持续发展.本文通过将沸石咪唑酯骨架(ZIF-67)生长在Beta沸石表面,制备了一种Beta@ZIF-67复合材料.该材料可以实现废弃PLA塑料的高效催化降解,在180℃下反应4 h即可将日常生活中所用PLA塑料完全转化为乳酸甲酯(产率高达76.4%).这种高催化效率得益于复合材料开放的孔道结构和较大的比表面积,以及ZIF-67(Lewis酸/碱)与Beta分子筛(Brønsted酸)所提供活性位点的协同作用.本研究为沸石分子筛复合催化剂的设计合成及用于聚乳酸塑料催化降解提供了新的途径.

关键词： Beta沸石沸石咪唑酯骨架聚乳酸催化降解

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3D打印聚乳酸的改性研究与应用进展

材料导报 2024年第8期38卷 252-261页

作者：郑思铭李蔚杨函瑞陈松魏取福江南大学纺织科学与工程学院江苏无锡214122 江苏苏丝丝绸股份有限公司江苏宿迁223800

聚乳酸(PLA)是一种生物可降解热塑性聚酯,是极有前景的生物基可降解材料之一。PLA具有优异的力学性能、良好的可塑性及生物相容性,是理想的3D打印材料。3D打印PLA材料在多个领域尤其是医用方面有巨大的潜力。然而,PLA固有的脆性和较差... 详细信息

聚乳酸(PLA)是一种生物可降解热塑性聚酯,是极有前景的生物基可降解材料之一。PLA具有优异的力学性能、良好的可塑性及生物相容性,是理想的3D打印材料。3D打印PLA材料在多个领域尤其是医用方面有巨大的潜力。然而,PLA固有的脆性和较差的耐热、耐水解性限制了它的应用范围。近年来,学者对3D打印PLA的改性进行了大量研究。本文归纳了3D打印PLA的研究进展,分别从共混改性、复合改性、立构复合、涂层法和化学改性这几方面讨论了提高材料性能的原理与方法,并对相关性能进行了分析对比。共混法虽然简单易操作,但不利于材料的均匀化,且有时改性效果不够明显。复合改性向PLA中加入碳基添加剂、金属添加剂、植物纤维等填料,改性同时可赋予3D打印PLA更多功能,但易出现界面不相容等问题。此外,还有立构复合、涂层法、化学改性等新方法具有重要的研究价值。在此基础上,结合目前3D打印PLA在实际应用中的发展情况,分析了3D打印PLA仍存在的问题,对3D打印PLA未来的研究方向进行了展望。

关键词：聚乳酸 3D打印力学性能热性能耐水解性

基于不同形貌的氢氧化稀土聚乳酸复合材料的制备与性能研究

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中国稀土学报 2024年第1期42卷 80-89,I0003页

作者：范宝学韩德全田虎虎王慧贺妮于晓丽曹鸿璋包头稀土研究院白云鄂博稀土资源研究与综合利用国家重点实验室内蒙古包头014030 内蒙古大学化学化工学院内蒙古呼和浩特010021

首先通过水热法合成了Pr(OH)_(3),Nd(OH)_(3)晶须,层状Sm(OH)_(3),并利用X射线衍射和扫描电子显微镜对其进行表征。然后将制备的氢氧化稀土以不同的添加量通过熔融共混的方法加到聚乳酸(PLA)中,研究不同形貌的氢氧化稀土对聚乳酸力学性... 详细信息

首先通过水热法合成了Pr(OH)_(3),Nd(OH)_(3)晶须,层状Sm(OH)_(3),并利用X射线衍射和扫描电子显微镜对其进行表征。然后将制备的氢氧化稀土以不同的添加量通过熔融共混的方法加到聚乳酸(PLA)中,研究不同形貌的氢氧化稀土对聚乳酸力学性能的影响。研究结果表明:添加1.0%的氢氧化稀土的复合材料表现出优异的力学性能;其中,PLA/Pr(OH)_(3)和PLA/Nd(OH)_(3)复合材料的断裂伸长率从纯样条的5.8%分别提升到118.0%和82.7%;特别地,PLA/Sm(OH)_(3)复合材料的拉伸强度达到61.6 MPa,断裂伸长率提升到195.0%,在保持强度不下降的情况下,韧性显著提高。最后,通过对拉伸断裂面进行分析,Pr(OH)_(3),Nd(OH)_(3),Sm(OH)_(3)在PLA基体中均匀分散,纳米交联网络结构是其可能的增韧机制。

关键词：稀土氢氧化物聚乳酸熔融共混增韧

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玻璃纤维及偶联剂对聚乳酸降解性能的影响

复合材料学报 2024年第2期41卷 694-701页

作者：吕东阳陈利王静天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 天津工业大学复合材料研究院先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387

聚乳酸因其优异的性能广泛应用在骨折内固定领域,但其存在降解速度过快导致的弯曲和剪切性能下降问题,因此复合改性是提高其性能的途经之一。本文采用三维编织技术制备了玻璃纤维(GF)和聚乳酸(PLA)混编预制体,并采用偶联剂KH550对预制... 详细信息

聚乳酸因其优异的性能广泛应用在骨折内固定领域,但其存在降解速度过快导致的弯曲和剪切性能下降问题,因此复合改性是提高其性能的途经之一。本文采用三维编织技术制备了玻璃纤维(GF)和聚乳酸(PLA)混编预制体,并采用偶联剂KH550对预制体进行改性处理。采取热压成型工艺制备复合材料。在37℃条件下将复合材料浸泡在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中进行体外降解实验。结果显示:GF质量分数增加会降低复合材料的质量损失率及吸水率。降解28天后,GF质量分数为40wt%的结晶度较GF质量分数为30wt%的试样增加了12.3%,GF质量分数为30wt%、35wt%和40wt%时,弯曲强度分别下降了32.3%、28.13%和16.16%,剪切强度分别下降了53.74%、51.1%和47.18%。说明提高GF质量分数有助于维持复合材料的力学性能,缓解因降解引起的界面损伤。KH550的引入使降解介质(PBS缓冲液)pH值下降幅度小。降解28天后,改性复合材料弯曲强度下降了22.85%,剪切强度下降了56.11%。结合SEM图像,发现降解第7天时GF质量分数为30wt%的试样出现细小沟壑,第28天时表面损伤明显。而GF质量分数为40wt%的试样降解损伤较小。可见,GF对PLA复合材料的力学性能和结晶度起到促进作用,同时抑制了PLA的降解。KH550改善了GF和PLA的界面,对降解介质p H值变化影响较小。

关键词：聚乳酸玻璃纤维偶联剂三维编织降解性能

聚丁二酸丁二醇酯对聚乳酸基木塑复合材料性能的影响

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2445-2454页

作者：刘杰赵雪松李奇韦东山雷志涛张志远内蒙古农业大学材料科学与艺术设计学院呼和浩特010018 内蒙古农业大学机电工程学院呼和浩特010018 内蒙古农业大学林学院呼和浩特010018 内蒙古自治区沙生灌木资源纤维化和能源化开发利用重点实验室呼和浩特010018

为解决聚乳酸(PLA)基木塑复合材料制备成本高、韧性和耐热性差等问题,以可降解树脂聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为改性树脂,与沙柳木粉(WF)和PLA共混复合,通过模压法制备环境友好型PBSWF/PLA三元可降解木塑复合材料。研究结果表明:PBS的加入... 详细信息

为解决聚乳酸(PLA)基木塑复合材料制备成本高、韧性和耐热性差等问题,以可降解树脂聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为改性树脂,与沙柳木粉(WF)和PLA共混复合,通过模压法制备环境友好型PBSWF/PLA三元可降解木塑复合材料。研究结果表明:PBS的加入,可使复合材料的韧性、耐热性及热稳定性提高,但强度和刚度下降。当PBS加入量为树脂总量的50wt%时,PBS-WF/PLA复合材料的综合性能相对较佳,与WF/PLA相比,生产成本降低约20%,PBS-WF/PLA的静曲强度、弹性模量和拉伸强度的保持率分别为86.5%、63.8%和73.1%,冲击强度提高40.1%,维卡软化温度、热变形温度和第二阶段热分解起始温度分别升高37.1℃、53.7℃和4.1℃。

关键词：聚丁二酸丁二醇酯聚乳酸木塑复合材料力学性能热性能