用于食品包装的层状生物聚合物制造的优化应用:一种可持续的等离子体激活方法

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面化学 表面化学
• 可持续的包装 包装是可持续的

背景情况:

• 对一次性食品包装的需求不断增长,需要可再生和可堆肥的替代品,如生物聚合物 (PLA,PBS) 和纤维素.
• 传统的热层比使用可堆肥合剂的粘合剂层对生物可堆肥复合材料来说不那么通用.
• 等离子激活提供了一种无化学物质的表面氧化方法,以改善生物材料的粘附性.

研究的目的:

• 研究血激活在增强可堆肥聚氨粘合剂对纤维素,聚乳酸 (PLA) 和聚乙烯糖酸盐 (PBS) 的粘合效果.
• 优化等离子处理条件,以改善生物聚合物在食品包装应用中对纤维素的分层.
• 为了减少制造强大的生物可堆肥复合材料所需的可堆肥粘合剂的数量.

主要方法:

• 纤维素,PLA和PBS表面的等离子激活.
• 光学显微镜用于评估激活后的材料完整性.
• 分析水接触角,以确认表面湿度的变化.
• ζ-潜在和减法红外光谱学用于分析表面化学变化.
• 制造复合材料的粘合强度测试和氧气透分析.

主要成果:

• 血激活成功氧化了PLA和PBS表面,表面潜力下降和基团增加表明了这一点.
• 纤维素表面在等离子体处理下显示了蚀刻的迹象.
• 与对照组相比,激活的PBS显著改善了粘合强度,减少了粘合剂的使用.
• 活性PLA没有对粘附产生有益影响.
• 氧气透没有受到影响,这表明没有显著的等离子体诱导的纳米级蚀刻.

结论:

• 等离子激活是一种可行的方法,可以提高可堆肥粘合剂对生物聚合物 (如PBS) 的粘合力,以实现可持续包装.
• 优化了PBS和纤维素的等离子处理,可以制造高强度,生物可复合复合材料,粘合剂减少.
• 可能需要进一步的研究来完善PLA的血治疗,以获得类似的粘附效益.