溶膠-凝膠法制備PLA基雜化復(fù)合薄膜及性能研究.pdf

1、隨著石油基非可再生資源的巨大消耗和白色污染的日益嚴(yán)重,制備新型的可生物降解包裝材料成為研究的熱點(diǎn)。聚乳酸(PLA)是一種新型可生物降解的環(huán)境友好型脂肪族聚酯高分子材料,在環(huán)境中能被微生物完全分解成二氧化碳和水。但是,氧氣、二氧化碳、水蒸氣和有機(jī)小分子等物質(zhì)易透過PLA薄膜,從而限制了PLA膜作為包裝材料的應(yīng)用范圍。
　　 因此,為了提高可生物降解PLA薄膜的阻隔性,本文采用溶膠-凝膠法,以正硅酸乙酯(TEOS)為前驅(qū)體、γ-縮水

2、甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)為偶聯(lián)劑、無水乙醇為共溶劑、鹽酸為催化劑,制備SiO2復(fù)合薄膜,再以羥丙基甲基纖維素(HPMC)和硬脂酸(STA)為有機(jī)相組分,分別制備了HPMC/SiO2雜化PLA復(fù)合薄膜和STA/HPMC/SiO2雜化PLA復(fù)合薄膜。最終,制備了三種PLA基阻隔性復(fù)合膜,通過表征和測試結(jié)果如下:
　　 在SiO2復(fù)合膜中,通過正交實(shí)驗(yàn)及單因素實(shí)驗(yàn),得出最佳制備SiO2復(fù)合膜的摩爾配比為:(TEOS+KH

3、560):H2O:EtOH:HCl=1:3:3:0.3,TEOS:KH560=3:2。此時,SiO2復(fù)合薄膜的氧氣阻隔性是PLA基膜的9.6倍;水蒸氣阻隔性是PLA基膜的1.7倍;拉伸強(qiáng)度是PLA基膜的1.08倍,具有良好的透明性。
　　 在HPMC/SiO2雜化PLA復(fù)合薄膜中,HPMC與SiO2以Si-O-C共價鍵和C=O鍵相結(jié)合,形成了致密的雜化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。隨HPMC含量的增加,雜化復(fù)合薄膜的阻隔性能先提高后下降,當(dāng)HPMC

4、體積分?jǐn)?shù)為6％時,氧氣阻隔性能比未經(jīng)堿處理的PLA基膜提高了近36倍;水蒸氣阻隔性能提高了近3倍;拉伸強(qiáng)度是PLA基膜的1.13倍;具有良好的透明性。
　　 在STA/HPMC/SiO2雜化PLA復(fù)合薄膜中,有機(jī)相與無機(jī)相相容性較好,無分相現(xiàn)象,雜化層與PLA基膜附著緊密。隨STA量的增多,雜化膜的氧氣阻隔性能先增加后減少,水蒸氣阻隔性持續(xù)增加。當(dāng)STA體積分?jǐn)?shù)為5％時,其氧氣阻隔性能比未經(jīng)堿處理的PLA基膜提高了80.6倍;水