项目名称: 纳米石墨片/聚乙烯醇薄膜的结构调控及其阻隔性能研究

项目编号: No.51273161

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 任鹏刚

作者单位: 西安理工大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 塑料薄膜广泛用于包装工业,但低的气体阻隔性能极大限制了其在食品和药品包装领域的进一步应用。为克服上述缺点,我们提出利用加工外场调控纳米石墨烯片层(GNS)在聚乙烯醇(PVA)薄膜中的分布形态和界面结构,从而获得具有超高阻隔性的GNS/PVA复合薄膜。本项目拟采用剪切流场和电场的协同作用实现GNS沿薄膜取向及垂直方向的非均性分布,并对GNS表面官能功化以实现界面受限区域和界面结晶形态的调控,制备具有较大气体渗透路径及较小可渗透面积的超高阻隔复合包装薄膜。通过加工参数(剪切速率,电场强度等)与GNS分布形态的关系研究,探明GNS的运动规律。通过GNS表面接枝基团的选择,调控复合材料界面结构及结晶形态,建立界面结构、片层分布与气体阻隔性之间的关系,揭示气体在片层集中、取向分布条件下的渗透机理,完善气体阻隔理论,为超高阻隔塑料薄膜的制备提供新的思路和方法。

中文关键词: 石墨烯;纳米复合薄膜;结构调控;气体阻隔性能;界面作用

英文摘要: Although polymer films play a critical role in packaging application due to their lightweight, inexpensive, and easily processing features, high gas permeability properties of single polymer film greatly limit the application in various perishable commodities.To overcome the above-mentioned shortcoming, we plan to manipulate the distribution and orientation of graphene sheets (GNS), interfacial structure of GNS/poly(vinyl alcohol)(PVA) nanocomposites by processing technology, thus high barrier GNS/PVA nanocomposite film will be obtained. In this project, shear flow field and electric field will be synergistic used to make the GNS highly orientated along the surface of films and unevenly distributed along the vertical direction. The motion law of graphene sheets will be revealed according to the relationship between processing parameters(shear rat and electric field strength) and the distribution of grahpene sheets. Additionally, the confined area and morphology of interface of GNS/PVA composites will also be manipulated by grafting different functional groups in the graphene surface. Thus the relationship between barrier properties and interface structure, distribution of GNS will be obtained. This study is very important to investigate the gas permeability mechanism of flake sheet filled composite film, which

英文关键词: Graphene;Nanocomposite film;Structural regulation;Gas barrier properties;Interfacial action

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