开发用于可持续应用的基生物聚合物薄膜的连续挤出工艺

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 聚合物科学 聚合物科学
• 生物材料工程 生物材料工程

背景情况:

• 传统的溶剂造用于酸盐薄膜在可扩展性方面存在局限性.
• 人们越来越需要可持续的和基于生物的包装解决方案.
• 了解加工参数对酸盐薄膜性能的影响对于工业应用至关重要.

研究的目的:

• 开发一种新的,可扩展的方法,使用连续热机械混合来生产可挤压的酸盐基膜.
• 研究糖醇度和加工温度对这些薄膜的热,机械和结构性能的影响.
• 为优化生物包装材料的配方和生产提供见解.

主要方法:

• 连续热机械混合用于片制作.
• 糖醇度 (30-50重量%) 和加工温度 (110-120°C) 的系统变化.
• 使用1H NMR和FT-IR进行结构性表征.
• 通过差分扫描热量计 (DSC) 和动态机械分析 (DMA) 进行热分析.
• 使用戈登-泰勒方程建模玻璃过渡温度 (Tg).

主要成果:

• 糖的加入显著降低了Tg (高达76°C,含有40%重量的糖),提高了薄膜的柔性和性 (高达3.26MJ/m3).
• 处理温度对Tg的影响和断裂时的延长取决于糖醇含量,在较低的塑化剂水平下可能发生热降解.
• 含有高糖含量的薄膜在测试温度下表现出稳定的热力和机械性能.
• 这项研究是首次对挤出,塑化纯酸盐薄膜的加工温度影响进行研究.

结论:

• 连续热机械混合为生产可挤出酸薄膜提供了一个可扩展的替代方案.
• 优化甘油度和加工温度对于为特定应用量身定制酸盐薄膜特性至关重要,特别是在生物基包装中.
• 这些发现有助于开发先进的,可持续的材料,通过阐明关键的配方和加工-结构-属性关系.