用于食品包装应用的功能性奇托桑/聚乙烯醇基薄膜的纤维素纳米晶体
Kenza Bahsaine1,2, Brahim El Allaoui1,2, Hanane Benzeid2
1Moroccan Foundation for Advanced Science, Innovation and Research (MAScIR), Composites and Nanocomposites Center, Rabat Design Center Rue Mohamed El Jazouli, Madinat El Irfane 10100 Rabat Morocco r.bouhfid@mascir.com.
RSC advances
|November 15, 2023
概括
这项研究引入了来自大麻的纤维素纳米晶体 (CNCs),作为基托/聚乙烯醇薄膜的可持续增强剂. 由此产生的生物纳米复合材料薄膜具有增强的机械强度和降低的气体透性,非常适合环保食品包装.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 生物材料是一种生物材料.
背景情况:
- 大麻是一种可持续的纤维来源,有可能用于先进的材料应用.
- 纤维素纳米晶 (CNC) 为材料增强提供了独特的特性.
- 开发环保包装材料对于减少对环境的影响至关重要.
研究的目的:
- 从大麻纤维中提取纤维素纳米晶体 (CNC).
- 为了研究大麻衍生CNC在奇托/聚乙烯醇 (CS/PVA) 薄膜中的强化作用.
- 为了评估产生的CS/PVA/CNC生物纳米复合材料薄膜的性能,用于潜在的食品包装应用.
主要方法:
- 处理和酸水解被用来从大麻纤维中提取CNC.
- 原子力显微镜 (AFM),里埃变换红外光谱 (FTIR) 和扫描电子显微镜 (SEM) 用于表征.
- 准备的CS/PVA薄膜中CNC的重量百分比不同 (0-5 wt%).
- 评估了机械性能,透明度,水溶性和气体传导率.
主要成果:
- 从大麻中提取的CNC成功地提取了大约277.76nm长度和6.38nm直径的尺寸.
- 纳入CNC显著提高了CS/PVA薄膜的模量 (高达412.46MPa) 和抗拉强度 (高达18.60MPa).
- 生物纳米复合材料薄膜显示气体传导率降低 (降至4.159cm3/{m2·day·0.1 MPa)) 和水溶性 (降至33%).
- SEM图像证实了光滑的薄膜结构,没有CNC的聚合.
结论:
- 来自大麻的CNC是CS/PVA薄膜的有效增强剂.
- 开发的CS/PVA/CNC生物纳米复合材料薄膜具有增强的机械性能,透明度和降低的气体透性.
- 这些发现突出了来自大麻的CNC在为食品包装制造可持续和高性能生物纳米复合材料薄膜方面的潜力.
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