[01409058]光敏性"碳-硅氧"双层纳米结构对材料气体阻透调控规律研究

中国是世界包装制造和消费大国,塑料包装作为包装产业的生力军（总产值占比已超过30%）在食品、饮料、日用品及工农业生产各个领域发挥着不可替代的作用。近年来,随着国家节能减排、产业转型升级等政策导向以及国际贸易中遭遇日益加剧的新技术竞争、技术壁垒等现实问题,研制高性能、功能化、智能型包装材料已成为我国包装产业界的共识。 材料的气体阻透性是在一定条件下材料对气体渗透或阻挡的能力。众所周知,在食品、医药、精密电子元件等行业,包装材料的气体阻透性能非常重要,它直接影响到产品的保存期、保存环境、销售环境等。包装材料的阻透性按氧气透过率的大小可划分为高阻透性材料（＜10cm3/（m2·d））、中阻透性材料（10～100cm3/（m2·d））和普通阻透性材料（﹥100cm3/（m2·d））。相对于玻璃、陶瓷和金属,塑料包装材料的气体阻透性普遍较差,目前仅有PVDC和EVOH两种塑料被认为是高阻透性材料,而商品包装中常用的PET、PA属于中阻透性材料,PP、PVC、PE则属于普通阻透性材料。如何提高普通塑料包装材料的气体阻透性能,研制新型高阻透性包装材料一直是国内外包装学者的重要课题。 然而,随着经济社会的发展和生活需求的提高,人们发现单纯一味强调包装材料的高阻透性并不能满足现实商品包装的实际需求。在很多情况下,尤其是包装物为不断发生物理化学变化的活鲜商品,人们希望包装材料能根据外界环境变化或人为主动控制,自主进行材料气体阻透性能的动态调控,实现“环境-材料”智能互动,以达到更好保护商品的目的。因此,如何在改善材料气体阻透性的同时赋予其智能响应外界刺激功能,开发具有可逆调控气体阻透性能的功能性、智能化包装材料成为当前包装产业界面临的重要挑战。 本项目依据纳米片层阻透原理与光敏“顺-反”异构和超分子“主-客”络合机理,提出构筑一种具有双纳米片层结构,且可在紫外光-可见光交替作用下实现双纳米片层间可逆运动的新型纳米组合体,利用其在复合材料基体中双纳米片层协同气体阻透效应以及纳米片层间距光控可逆变化的特性,达到复合材料气体阻透性能显著改善与智能调控的目的,为我国高性能、功能化、智能型包装材料的基础研究奠定些许基础。