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2017年, 第0卷, 第19期 
刊出日期:2017-10-12
  

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  • 王嫘, 刘聪, 许忠斌
    . 2017, (19): 1-7.
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    目的 系统介绍微纳米多孔聚合物的制备及其在食品包装和检测方面的应用。方法 以文献调研为主,分析目前食品行业所用微纳米多孔聚合物的基材和制备加工方法,及其在食品行业中的应用。结果 微纳米多孔聚合物可以和活性包装技术、食品检测技术相结合,既可以直接作为包装材料,也可以负载检测试剂或生物传感器等,在食品行业有很多独特的应用,开发多孔聚合物的更多功能和应用,提高制备加工技术,制造和使用过程生态化是今后研究的重点。结论 微纳米多孔聚合物因其独特的结构和功能,在今后的食品行业有很广阔的应用前景。
  • 薄艳娜, 林勤保, 苏启枝, 张明, 钟怀宁, 李丹
    . 2017, (19): 8-13.
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    目的 探究以熔融共混方式制备的纳米银复合膜的性能。方法 采取熔融共混,吹塑成膜方式制备含不同添加剂的纳米银-聚乙烯复合包装薄膜。使用扫描电镜表征纳米银粉末和纳米银-聚乙烯复合膜内银的粒径大小,并用傅里叶变换红外光谱对复合膜的化学键进行表征。探究纳米银以熔融共混的方式复合到聚乙烯内后,对薄膜颜色、透光性、氧气透过率、水蒸气透过率的影响。结果 纳米银粉末和复合膜内的银均含不同粒径,纳米银的加入未产生明显的新化学键,薄膜的透光率降低了3.9%~12.2%,氧气透过率提高了6.56~117.17 cm3/(m2•d•(0.1 MPa)),水蒸气透过率提高了0.038~1.791 g/(m2•d)。结论 以熔融共混方式制备的纳米银-聚乙烯复合膜透光率下降,氧气透过率和水蒸气透过率得到提高,未形成明显的新化学键。
  • 陈景华, 郝发义, 马爽, 于跃飞
    . 2017, (19): 14-19.
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    目的 测试聚乳酸/有机蒙脱土复合材料的性能并进行研究。方法 通过溶液插层法制备聚乳酸(PLA)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,对材料的热稳定性能、流变学性能和力学性能等进行测试分析。结果 PLA,PLA/OMMT(质量分数为3%)和PLA/OMMT(质量分数为6%)的结晶度分别为13.01%,15.43%,18.26%,热分解温度分别为336.36,343.55,345.14 ℃,在336.36 ℃时残余质量分数分别为82.45%,85.57%,87.58%。当温度一定时,频率增大,储能模量和耗能模量也随之增大,在测试频率范围内,耗能模量大于储能模量。几种材料均呈现剪切变稀效应,且随着频率的增大,有机蒙脱土纳米含量越多的复合材料其粘度也增大且较为显著。随着OMMT含量的增加,拉伸模量得到提高,拉伸强度基本不受影响,伸长率先提高再降低。结论 同聚乳酸相比,纳米复合材料的热稳定性能得到提高,结晶度增大,流变学性能和拉伸力学性能得到提高。
  • 辛宜聪, 于嘉伦, 徐丹
    . 2017, (19): 20-24.
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    目的 将纳米银(AgNPs)加入到壳聚糖(CS)中制备AgNPs复合膜,探究AgNPs的含量(质量分数为0.5%,1%,2%)对复合膜的结构与性能的影响。方法 采用柑橘皮提取液还原合成AgNPs粒子,与CS通过共混流延法制备复合膜,测定复合膜的红外光谱、微观形貌、溶胀率、溶解度、拉伸性能和抑菌效果等。结果 采用柑橘皮提取液还原合成的AgNPs在CS基材中具有较好的分散性。当AgNPs的质量分数为1%及以上时,复合膜的结晶度降低,溶胀率和溶解度显著增加,拉伸强度和断裂伸长率均显著降低。复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长抑制效果均随AgNPs含量的增加而显著增强。结论 AgNPs在CS基材中分散良好,并大大增强了复合膜的抗菌活性。
  • 于然, 卢立新, 丘晓琳
    . 2017, (19): 25-28.
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    目的 制备基于纳米CaCO3的涂布型防滑纸,并对其性能进行研究。方法 首先采用硬脂酸钠对纳米CaCO3进行有机化改性,然后将水性聚氨酯、甘油和改性后的纳米CaCO3充分共混,冷却后均匀涂布于纸张表面。采用红外光谱对纳米CaCO3进行表征,并对涂料粘度和涂布纸的静摩擦因数进行测定。结果 通过红外光谱分析可知,硬脂酸钠与纳米CaCO3得到有效结合。通过单因素试验确定了制备防滑纸的最佳工艺条件,即纳米CaCO3的质量分数为4%、甘油的质量分数为2%、干燥温度为70 ℃,在此工艺条件下纸张的静摩擦因数可达到0.835,最大倾斜角为39.86°。结论 制备的纳米CaCO3涂布型防滑纸不仅摩擦性能良好,而且力学性能较佳,可用于制备运输包装用防滑衬垫和防滑托盘。
  • 魏海英, 郭红革, 陈强
    . 2017, (19): 29-34.
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    目的 综述环保纳米包装材料的最新进展,为食品包装行业提供理论指导。方法 从活性包装、智能包装和生物基包装这3个方面进行阐述,再对其安全性进行分析。结果 纳米材料因其独特的尺寸效应,优异的物理化学性能、生态性能和加工性能等,使之在包装领域,尤其是食品包装得到了广泛的关注与应用,但需重点关注其安全性问题。结论 纳米材料能有效改善包装材料的性能,使包装材料智能化,虽然该研究尚处于起步阶段,但纳米技术在食品包装领域具有显著的发展前景。由于可参考的数据不够充分,纳米材料的毒性问题以及迁移到食品中的安全性等还需进一步研究。
  • 曹玥, 王灿, 张改梅, 宋晓利, 陈强
    . 2017, (19): 35-40.
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    目的 研究基于等离子体增强气相化学沉积(PECVD)制备多孔SiOx薄膜的方法。方法 以六甲基二硅氧烷(HMDSO)为单体,并通入氧气、氩气,再加入少量的有机物质,通过辉光放电的方式形成等离子体,从而在玻璃基材表面沉积,制备出氧化硅薄膜,再在高温下进行热处理,使氧化硅薄膜中的碳氢键等有机组分被除去,形成孔隙。研究单体与氧气的比例、沉积时间、沉积功率等实验条件对沉积率、形貌、结构以及折射率的影响。结果 当放电时间为10 min,放电功率为50 W,氧气与单体的体积比为1︰6时,薄膜沉积速率达到最优值,为14.6 nm/min。伸缩振动的吸收强度随着氧气含量的增加强度降低。经过热处理后,氧化硅表面的平整度得到提升,热处理后断面的形貌发生了变化,出现了断面层开裂的现象。结论 通过PECVD沉积SiOx薄膜,通过加热形成孔隙制备多孔SiOx薄膜,能将介电常数降低到1.9以下。
  • 冷彩凤, 刘思思, 刘保健
    . 2017, (19): 41-46.
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    目的 利用甲基橙模拟印刷废水,研究SiO2气凝胶/纳米TiO2共混光催化剂对甲基橙的光降解性能。方法 采用溶胶-凝胶法制备SiO2气凝胶,再加入纳米TiO2通过共混法制备出共混光催化剂,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱分析技术对样品进行表征。使用共混光催化剂降解甲基橙观察其光催化活性。结果 当纳米TiO2和SiO2气凝胶的质量比为1∶4,催化剂质量浓度为0.2 g/L,甲基橙的初始质量浓度为10 mg/L,pH值为4时,甲基橙的降解率最高。结论 利用共混光催化剂降解甲基橙,其光催化效率高,降解率可高达99.85%。
  • 陆敏, 王利强
    . 2017, (19): 47-51.
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    目的 探讨各因素对制备茶多酚/壳聚糖/海藻酸钠纳米微球载药率、包埋率的影响,研究纳米微球体外释放行为,为后期缓释抗菌膜的制备提供基础。方法 采用单因素实验、正交实验考察海藻酸钠溶液浓度、壳聚糖溶液浓度、CaCl2溶液浓度、茶多酚溶液浓度对纳米微粒载药率、包封率的影响,并考察其体外释放率。结果 当海藻酸钠溶液、壳聚糖溶液、CaCl2溶液、茶多酚溶液的质量浓度分别为15,10,15,0.8 mg/mL时,该工艺条件下制备的纳米微粒载药率为22.71%,包封率为61.38%,且粒径集中在500 nm左右,有较好的缓释效果。结论 所得的最佳工艺制备条件为后期做缓释抗菌膜打下良好基础。
  • 张慧敏, 唐亚丽, 卢立新, 王军, 丘晓琳
    . 2017, (19): 52-56.
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    目的 优化以可溶性淀粉为胶黏剂、羽毛纤维为基材的板材制备工艺,并研究其性能特征。方法 通过正交实验等研究板材含水率、施胶量和热压温度对鸡毛纤维板力学性能的影响,确定其优化制备工艺,并通过傅里叶红外光谱研究其板材成型机理。结果 淀粉基胶黏剂鸡毛纤维板的优化制备工艺中施胶量为250 kg/m3,鸡毛纤维板坯含水率为15%,热压温度为150 ℃。施胶量是最大影响因素,随着施胶量的增加,鸡毛纤维板的内结合强度、静曲强度、弹性模量和24 h吸水厚度膨胀率逐渐增大,当施胶量为260 kg/m3时,纤维板内结合强度、静曲强度、弹性模量和24 h吸水厚度膨胀率分别为0.69 MPa,20.48 MPa,2675 MPa和10.23%。淀粉含量越高,纤维板吸水性越强。涂布石蜡后其吸水性能显著降低,由未涂布石蜡时的109.89%降低到54.81%。结论 将羽毛制作为轻质纤维板材料具有一定的可行性。
  • 贝荣华, 黄崇杏, 陈强, 李志嘉, 苏红霞, 王健
    . 2017, (19): 57-62.
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    目的 基于氧化硅(SiOx)镀层优异的性能,研究不同厚度的SiOx层对SiOx/PET复合薄膜力学性能和阻隔性能的影响,以期得到性能较优的SiOx/PET复合薄膜。方法 以自制的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜为基材,采用等离子体增强化学气相沉积法沉积得到SiOx层厚度分别为40,150,230,320 nm的SiOx/PET复合薄膜,并进行傅里叶变换红外线光谱分析、力学性能和阻隔性能测试,以及薄膜表观形貌分析。结果 沉积SiOx层后,SiOx/PET复合薄膜拉伸强度和断裂伸长率随SiOx层厚度的增大先增大后减小,氧气透过率和水蒸气透过率则出现明显衰减而后逐渐平缓的趋势。SiOx层厚度达150~230 nm时,复合薄膜的力学性能和阻隔性能表现较优,拉伸强度、断裂伸长率、氧气透过率以及水蒸气透过率分别提高了约25.0%,20.9%,79.3%,77.3%。结论 适宜厚度的SiOx层可以使得SiOx/PET复合薄膜同时具备较优的力学性能和阻隔性能。
  • 王海侨, 胡志刚, 李效玉
    . 2017, (19): 63-67.
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    目的 制备丙烯酸酯改性水性聚氨酯乳液,研究内交联剂对其性能的影响。方法 以聚氨酯为种子乳液,以三羟甲基丙烷单烯丙基醚(TMPME)为扩链剂和内交联剂,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)及丙烯酸酯丁酯(BA)为丙烯酸酯单体,制备丙烯酸酯改性的水性聚氨酯(WPUA),研究TMPME用量对WPUA及其胶膜性能的影响。结果 当TMPME质量分数为3%时,乳胶膜的吸水率可降至7%;对乳胶膜进行热处理可进一步提高膜的耐水性;当TMPME质量分数为2%时,乳胶膜的拉伸强度可提高至8.7 MPa,断裂伸长率升高至620%,综合性能最佳。结论 引入一定量的TMPME,可以提高WPUA中分子的交联度和膜的致密性,从而显著改善乳胶膜的耐水性和力学性能。
  • 黄丽婕, 张晓晓, 徐铭梓, 陈杰, 郑莹莹, 刘鑫, 黄崇杏
    . 2017, (19): 68-73.
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    目的 制备可生物降解的偶联剂改性废纸/PETG木塑复合材料,并检测其各方面的性能。方法 分别采用偶联剂KH550,KH560和KH570对废纸粉进行改性处理,并与PETG制备木塑生物复合材料,通过傅里叶变换红外光谱、力学性能检测、吸水性能分析、扫描电镜和热重分析,研究偶联剂的加入对材料结构、力学性能、吸水性、微观形貌和热稳定性的影响。结果 KH550对复合材料性能的增强效果最好,当KH550质量分数为1%时,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到峰值,分别提高了32.8%和13.7%。结论 偶联剂能明显改善复合材料的力学性能和热稳定性,降低其吸水率,在包装领域具有很好的应用前景。
  • 刘惠, 沈丹丹, 陈艳萍, 苟进胜
    . 2017, (19): 74-81.
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    目的 探究木质素/PVA发泡材料的制备工艺及性能优化。方法 采用控制单一变量和正交试验法对木质素、PVA溶液质量分数、甲醛、硫酸的制备工艺进行探索及优化。结果 单因素试验结果显示,木质素/PVA发泡材料的最佳工艺水平,PVA溶液的质量分数为9%,木质素用量为30%(文中所提用量均表示相对于PVA的质量,下同),甲醛用量为24%,硫酸用量为39%。正交试验结果显示,发泡材料的制备工艺最优组合,PVA溶液的质量分数为9%,木质素用量为20%,甲醛用量为40%,硫酸用量为47%。FTIR结果显示,木质素与PVA在适宜的条件下发生缩醛交联反应生成木质素/PVA发泡材料,但反应程度低,以在木质素苯环5位发生的取代反应为主。SEM显示,在不考虑各因素的相互影响下,各单因素木质素用量为30%,PVA溶液的质量分数为9%,甲醛用量为24%,硫酸用量为47%时所制备的发泡材料形成了较规则、均匀分布的泡孔或数目较多的孔隙结构。结论 各单因素用量对木质素/PVA发泡材料的性能有很大影响,4个因素对发泡材料性能影响的主次排序为木质素用量>PVA溶液的质量分数>硫酸用量>甲醛用量。
  • 李敏雯, 温文杰, 张钦发, 孙江华
    . 2017, (19): 82-86.
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    目的 提高药渣纤维的疏水性、药渣纤维与塑料的相容性以及药渣纤维的分散性,从而提高纤维/塑料共混材料的强度。方法 以灵芝药渣经机械挤撵破碎、发酵后得到的药渣纤维为原料,通过热处理对药渣纤维进行预处理以提高纤维的疏水性,研究热处理温度和时间对药渣纤维的质量损失率、色差、吸湿性和吸水率的影响,以及热处理对药渣纤维/PP共混材料物理力学性能的影响。结果 与未处理的药渣纤维相比,经温度180 ℃和处理时间40 min的热处理后的药渣纤维吸湿率(温度为35 ℃,相对湿度为90%)下降8%,吸水率下降30.6%。其与PP共混材料的熔融指数、抗张强度、弯曲强度和抗冲强度分别提高了约100%,12%,8.7%,13%,且共混材料的均匀性也得到明显提高。结论 随着处理温度的升高和时间的延长,药渣纤维的吸湿率和吸水率明显下降,但质量损失率和色差变化增大,且处理温度的影响大于处理时间。经热处理后的药渣纤维与PP共混材料的力学性能、流动性和均匀性得到明显提高。
  • 周刚
    . 2017, (19): 87-91.
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    目的 研究不同热处理对PLA薄膜阻隔性能的影响。方法 对用PLA和PE薄膜包装好的食品模拟物进行不同的热处理,分析热处理后PLA和PE薄膜氧气透过量、吸水能力、水分透过量的变化。结果 热处理前的PLA和PE薄膜的氧气透过量分别为3737.27和1469.54 cm3/(m2•d•Pa),热处理后因PLA和PE薄膜出现缺陷,在透气性测试仪中测量不出数据。PLA薄膜的水分透过量在80~124 g•cm/(cm2•s•Pa)之间,PE薄膜的水分透过量在4.9~29.6 g•cm/(cm2•s•Pa)之间。在蒸煮加热时,当储存时间为3周时,PLA的拉伸强度、透湿量、吸水率都会减小。结论 传统的蒸煮加热消毒对PLA的阻隔性能影响最大,不适用于需要蒸煮消毒的食品包装材料。在预测食品货架期时,不应忽视消毒方式对包装材料性能产生的影响。
  • 云雪艳, 道日娜, 李晓芳, 董同力嘎
    . 2017, (19): 92-97.
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    目的 通过聚己内酯(PCL)来改善聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)的自粘性、成膜性及气体透过性,探究不同厚度和不同气体透过性的PBAT/PCL共混薄膜包装对新鲜草莓的保鲜效果。方法 利用双螺杆挤出流延机组制备不同厚度和不同气体透过性的PBAT/PCL共混薄膜,并用于草莓的密闭包装。结果 纯PBAT的自粘性由于PCL的添加得到改善,且不同厚度及共混比例的PBAT/PCL共混薄膜气体透过量不同,但CO2/O2选择透过比几乎不变。当薄膜用于草莓包装时,PBAT/PCL20薄膜草莓包装内部的CO2浓度从第2天开始迅速进入平衡状态,维持在体积分数为2%~3%的范围,而O2的体积分数随着贮藏时间逐渐降低后达到6%~7%。结论 少量PCL的添加可改善PBAT的自粘性,一定厚度和透过性的PBAT/PCL共混膜可以使包装内部建立起低氧高二氧化碳的气氛环境,抑制草莓的呼吸作用,延长其保鲜期。
  • 钟乐, 肖乃玉, 翟万京
    . 2017, (19): 98-103.
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    目的 制备明胶-壳聚糖可食性复合膜,以期为不同的实际应用提供实验数据和理论依据。方法 利用明胶和壳聚糖的分子结构特点以及聚乙二醇400(PEG-400)等添加物质的性能构效关系,采用溶液浇注法制得明胶-壳聚糖复合膜,研究明胶-壳聚糖的质量分数、明胶与壳聚糖的质量比、PEG-400质量分数对复合膜性能的影响,并根据Box-Benhnke中心组合设计原理设计响应面分析试验,探讨各因素之间的交互作用,探索出明胶-壳聚糖膜的最佳工艺配方。结果 膜的物理性能受明胶-壳聚糖质量分数、明胶与壳聚糖的质量比、PEG-400质量分数以及两两交互之间的影响较大。当明胶-壳聚糖的质量分数为8.5%,明胶与壳聚糖的质量比为7∶3,PEG-400质量分数为10%时,膜的拉伸强度为19.53 MPa,断裂伸长率为39.82%。结论 所制作膜的透明度、光泽度、表面光滑度、气味及物理性能等各项表征均为良好。
  • 余立, 朱东红, 张帆
    . 2017, (19): 104-109.
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    目的 设计一种鱼糜食品(福州鳗鱼丸)的常温包装技术,探究其在常温环境下品质变化与货架期的关系,从而判断其是否可替代低温贮藏技术来满足电商快递的要求。方法 通过正交实验法复配一种由壳聚糖、丙酸钙与茶多酚组成的抑菌剂,涂布于PA/PE膜内层并制袋。通过微波干燥法降低鱼丸水分含量与初始菌落总数,然后采用真空包装常温贮藏。检测常温贮藏下鱼丸的挥发性盐基氮,并以此为依据建立常温状态下的货架期模型。同时检测相同条件下鱼丸的菌落总数,以验证该货架期模型的准确性及该包装技术的可行性。结果 抗菌剂配方采用质量分数为3%的壳聚糖,0.15%的丙酸钙,0.3%的茶多酚,微波功率400 W,微波时间2 min,可取得较好效果,且常温环境下货架期预测模型较为准确。结论 该常温包装技术的货架期在10 d以上,可以满足常温环境下鱼丸通过电商快递3~5 d送达的要求。
  • 赖红娟, 王海洋, 熊小婷, 邝雅怡, 邓金伟, 孙剑
    . 2017, (19): 110-114.
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    目的 研究食品接触材料中壬基酚和辛基酚的含量和迁移量的情况,并分析食品暴露风险。方法 采用液相色谱-质谱联用法建立食品接触材料中壬基酚和辛基酚含量和迁移量的检测方法,并对相关检测数据进行统计分析。结果 在优化条件下,壬基酚和辛基酚在5~200 μg/L范围内线性关系良好,相关系数均大于0.999,壬基酚和辛基酚含量和迁移量的检测方法定量下限分别为0.1 mg/kg和10 μg/kg,在添加水平为10,100,200 μg/L时,样品中壬基酚和辛基酚含量的平均加标回收率为85.6%~89.2%,迁移量的回收率为94.3%~100.6%,相对标准偏差均小于15%。对30批次保鲜膜和复合包装袋样品进行检测,结果显示,6批次样品检出壬基酚或辛基酚,占总体样品的20%;其中1批次样品检出壬基酚迁移量,占阳性样品的16.7%。结论 保鲜膜和复合包装袋可能含有壬基酚和辛基酚,且容易迁移到食品模拟物中,迁移量随着温度的升高和时间的延长而增加。保鲜膜和复合包装袋中的壬基酚和辛基酚存在一定风险,应引起足够重视。
  • 张保东, 黄崇杏, 柳英, 宗宝
    . 2017, (19): 115-120.
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    目的 综述了微胶囊技术在抗菌包装领域的研究进展,为进一步开发微胶囊技术在抗菌包装中的应用提供科学的研究基础。方法 通过对国内外研究现状和研究成果的分析和总结,介绍微胶囊制备方法、表征方法和缓释机理;抗菌包装抗菌剂的种类及特点,概括微胶囊技术在抗菌包装的研究进展。 结果 分析表明微胶囊技术能够增加抗菌成分的稳定性,与包装系统结合能够达到缓释抗菌效果,提高了产品的货架期。结论 大量研究结果表明,运用微胶囊技术能够稳定芯材,达到持久抗菌的效果,微胶囊技术在抗菌包装方面的发展潜力较大,但是微胶囊技术在抗菌方面的缓释机理还有待进一步研究。
  • 谢勇, 刘林, 王凯丽, 谭海湖
    . 2017, (19): 121-127.
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    目的 综述国内外智能标签在包装中的应用现状及最新研究进展。方法 阐明智能包装的定义,并根据现有文献介绍智能标签的最新研究进展和应用情况。重点介绍时间-温度智能标签(TTI)、新鲜度智能标签、射频识别(RFID)标签等智能标签的最新研究成果和应用情况,为智能标签未来的研究和商业化应用提出建议。结论 智能标签作为一种应用于包装的新型技术,在国外已经有了长足的发展和商业化应用,国内智能标签的研究虽然有一些成果,但缺乏商业化应用,总体来看我国智能标签的发展仍处于起步阶段,但其发展潜力巨大,是我国未来包装技术的发展方向。
  • 徐翔斌, 李秀
    . 2017, (19): 128-132.
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    目的 为提高需求快速变化、波动较大的在线零售企业的仓库货位优化效率。方法 利用数据仓库和数据挖掘法,研究基于复合规则的动态货位指派策略。对该货位指派的数据集成分析、指标计算、规则生成和货位指派等4个模块进行分析,并设计库区标定算法和规则生成算法来生成货位指派规则集。结果 基于复合规则动态货位指派不仅能够节约拣货距离,而且拣货效率受需求变化的影响非常小。 结论 数值实验表明,与传统的货位指派策略相比,基于复合规则动态货位的指派系统可以得到更好的结果,并且在平均订单规模较大和需求偏度大的情况下效果更加明显。
  • 齐明思, 赵志芳, 张伟, 孙起帆, 王俊元, 张纪平, 王志坚
    . 2017, (19): 133-136.
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    目的 通过冲弯实验,测定泡沫铜-聚氨酯复合材料结构在动载荷作用下的缓冲吸能性能,对比研究该复合材料结构抗高冲击、高过载的性能差异。方法 向泡沫铜试件中填充不同体积分数的聚氨酯,按照《金属常温冲击韧性实验法》在夏比冲击试验机上进行冲弯试验,测定试样的吸收功值,从而对比探究该种复合材料的力学性能。结果 聚氨酯在试样中所占体积分数为50%时其能量均值相对最大,此时材料韧性较好,且材料抵抗冲击载荷能力较强。结论 将聚氨酯填充到开孔泡沫铜材料中可构成一种性能优良的抗冲击吸能结构,其性能优于泡沫铜和聚氨酯单体,在抗高冲击、高过载的军工产业和民用产业中具有广阔的应用前景。
  • 巩桂芬, 李毅, 孔腾华
    . 2017, (19): 137-141.
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    目的 验证OSB板材能否用于托盘的制作,以及OSB板托盘在叉举过程中的应力应变情况。 方法 通过Solid Edge建立使用钢钉模型进行连接的OSB板托盘模型,并使用软件内的NX Nastran仿真模块对托盘模型进行有限元分析,得出托盘叉举工况下的应力应变分布图,同时对OSB板托盘进行叉举试验。结果 通过对OSB板托盘进行有限元仿真分析和实际实验,得出在6.5 kN载荷下,仿真分析的最大变形量为16.75 mm,实际实验的最大变形量为18.2 mm,两者数值近似,验证了有限元分析的有效性。结论 确认了OSB板托盘的实用性,以及在托盘设计阶段使用有限元法对托盘性能进行分析验证与优化的可行性。
  • 张付英, 段晶莹, 宋娜娜, 陈建垒
    . 2017, (19): 142-147.
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    目的 为了实现可持续产品的快速开发,提出面向产品可持续设计的模块划分方法。方法 基于功能流模型进行产品的功能分解并建立产品的功能结构,依据功能流的形式和关系实现产品功能模块的定性划分,在此基础上,基于参数流的相关性判断应用聚类分析实现模块的定量划分。将可持续性设计原则与产品生命周期特征集成,并基于设计结构矩阵的零件相关度进行面向可持续性设计的模块划分。综合2种模块划分结果,并从可持续性设计角度进行模块的合并、更替及再划分,获得最优模块划分方案。结果 依据方法得到的产品模块在满足功能基础上具有可持续性,实现了对产品的可持续设计。结论 该方法集成功能与全生命周期实现了产品基于可持续性的模块划分。
  • 王江波, 强宝民, 郭君斌, 刘志浩, 关强强
    . 2017, (19): 148-152.
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    目的 研究某航天器在运输过程中的动力学特性,以及适配器包装材料对其振动特性的影响。方法 以航天器-适配器-运输筒系统为研究对象,应用ABAQUS有限元软件建立柔性多体动力学模型,对模型进行模态分析和谐响应分析,得到系统的前四阶模态振型和航天器关键节点的位移响应曲线。最后分析适配器主体材料聚氨酯泡沫的弹性模量、阻尼以及适配器的海绵与聚氨酯泡沫的厚度比对航天器振动位移的影响。结果 航天器和运输筒的高阶固有频率对航天器结构的动态性能影响很小,其头部位置的谐响应振动位移最大,且振动位移随着适配器聚氨酯泡沫弹性模量和阻尼的增大而减小,厚度比接近7∶40的减振性能最好。结论 该方法可以准确有效地为适配器材料特性的选择和结构参数的设计提供依据。
  • 孙宁国, 李良春, 张俊坤, 高飞
    . 2017, (19): 153-157.
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    目的 分析主辅式气囊排气口面积与开启气压阈值对气囊冲击加速度、速度等缓冲特性产生的影响,以提高气囊缓冲性能。方法 根据动力学与热力学相关理论建立排气口有开启阈值的主辅式气囊理论模型。结果 增大主气囊排气口面积可使载荷加速度第1峰值减小,第2峰值增大,增大主气囊排气阈值效果相反;增大辅气囊排气口面积,载荷第2加速度峰值减小,增大辅气囊排气阈值效果相反。结论 通过文中的解析模型合理设计了主、辅气囊排气口面积,对主气囊排气口设开启阈值可有效降低气囊过载,提高了气囊缓冲性能。
  • 王永茂, 申展
    . 2017, (19): 158-163.
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    目的 对“凸”形、矩形和“Y”形截面密封圈的密封性能进行对比分析,为端面静密封形式的密封圈选型和结构设计提供参考。方法 基于Ansys的大变形接触有限元分析,对3种不同截面密封圈进行应力和接触压力仿真分析,并对结果进行比较。结果 “凸”形截面密封圈在压缩过程中最大应力和最大接触压力变化均匀,最大接触压力面较宽;矩形截面密封圈最大应力变化均匀,最大接触压力在密封圈压缩量超过18%后呈现陡增现象;“Y”形截面密封圈最大应力和最大接触压力在密封圈压缩量超过18%后均呈现陡增现象,而且最大接触压力面狭窄。结论 对于特定密封圈槽的端面静密封形式,“凸”形截面密封圈密封性能最优。
  • 张春和, 郭健杰, 张众杰
    . 2017, (19): 164-167.
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    目的 通过对军用装备整装封套封存防护效果进行分析,得到后勤装备的整装封套封存技术方法。方法 以高阻隔铝塑复合材料为例,用该材料对后勤装备进行长期整装封套封存,并对封套材料在不同地域环境的性能和效果进行检测。结果 通过分析环境对封套材料物理力学性能的影响,得到了封套材料在装备封存中的具体参数。结论 装备整装封套封存技术可大幅提高装备野外的储存限期和战备完好率,且封存和启封简便、快捷,可充分延长军用装备的服役寿命。
  • 孟祥飞, 杨传民, 樊文涛
    . 2017, (19): 168-172.
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    目的 使给袋式包装机实现更加精确、平稳的取袋送袋。方法 通过建立取袋机构的数学模型,得到包装机允许空间内大、小臂铰链点的位置可行域及初始安装角范围;以封闭矢量法计算出末端执行器运动学参数解析式;应用Matlab编程得到其运动学曲线图谱并进行分析。结果 优化后当大臂长l1=360 mm、小臂长l2=200 mm、安装角=30时末端执行机构的运动学曲线轨迹过渡平稳、没有突变。结论 采用结构参数优化后的取袋机构具有良好的运动特性,能够实现更加平稳的取送袋。
  • 胡亚南, 祁广利, 霍蛟飞, 王鹏文
    . 2017, (19): 173-178.
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    目的 提高FDM型3D打印机打印产品的精度及表面质量。方法 针对FDM型3D打印机喷头温度控制具有的非线性特点,利用模糊规则对PID增量参数实时在线校正,设计基于模糊PID算法的喷头温度控制系统,并将其与传统PID控制器仿真对比。结果 模糊PID控制器较传统PID控制器超调量小、达到稳定时间短、鲁棒性强,能够有效地提高温度控制系统的稳定性和控制精度。结论 模糊PID控制能够提高FDM型3D打印机喷头温度控制精度,从而提高了打印产品的精度和表面质量。
  • 李明辉, 张孝杰
    . 2017, (19): 179-184.
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    目的 提高注塑机料筒温度控制的精度和稳定性,解决注塑机多段温度控制系统存在的非线性、强耦合、时变性等问题。方法 通过分析注塑机的结构及工作原理,利用基于神经网络的静态解耦策略,将相互耦合的回路解耦成单回路系统,并采用粒子群算法优化模糊PID的量化因子。结果 仿真及测试表明,各料筒温度响应较迅速,料筒温度超调小,稳态控制误差小,能够获得良好的控制效果。结论 通过仿真显示,该控制策略能够克服料筒各段之间的耦合影响,适应性强,稳定性好,有一定的抗干扰能力,使注塑机的温度控制效果得到明显改善,具有一定的实用价值。
  • 何邦贵, 王睿, 杨琛, 杨卫梅, 丁子然, 王云马
    . 2017, (19): 185-189.
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    目的 改进目前云南国方印刷厂的书刊自动生产线。方法 基于数字化和自动化的思想,重构云南国方印刷厂的书刊生产体系。结果 得到了一套能够充分利用闲置空间的集收贴、仓储和运输为一体的连接方案,并且使得云南国方印刷厂现有印刷加工环节与印后装订环节有效地串联起来。结论 成功地解决了目前书刊生产相互独立、书贴周转分散、生产过程离散、生产效率低和多样性变化困难等问题。
  • 谭印, 李川
    . 2017, (19): 190-193.
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    目的 为了提高卷材边缘的整齐度,提升包装产品质量,降低包装材料损耗。方法 分析卷材放卷过程中跑偏的原因,在分析放卷纠偏系统数学模型的基础上,提出一种模糊神经网络PID的纠偏控制器以实现复杂的卷材放卷系统参数自调整以及优化。结果 仿真和实验结果表明,模糊神经网络PID具有更快的响应速度,超调量更小,纠偏控制精度达到±0.5 mm。结论 所述控制方法能够明显降低软性包装材料跑偏误差,大大提高了产品包装质量。
  • 金琳, 周淑宝, 肖颖, 葛惊寰, 龚云
    . 2017, (19): 194-198.
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    目的 对凹版印刷机热交换器结构进行改进设计,以降低能耗。方法 对热交换器进行结构分析、加热管热辐射传热分析、对流传热分析、热损耗分析,借助TRIZ理论对热交换器进行节能设计,并在传热数学算法的基础上对改进方案进行验证。结果 采用发射率为0.05,抛光且未氧化的黄铜作为铜基纤焊翅片管材料,翅片管的产热效率从原来的88.4%提高到96.1%,热风被加热的温度从80 ℃提高到84 ℃。结论 采用肋化系数和发射率恰当的翅片管,可较明显降低热交换器的热辐射率,提高热交换器的产热效率。
  • 王晓红, 王禹琛, 肖颖, 衣浛樟
    . 2017, (19): 199-205.
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    目的 为了解决图像在实际处理过程中产生混合失真的情况,研究无参考混合失真图像质量评价方法。方法 首先利用空域-频域信息熵和奇异值建立无参考混合失真图像失真类型判别模型,然后再根据不同的混合失真类型,分别提取多维空间统计特征、奇异值改变量和空域-频域信息熵等3种不同的图像信息特征,建立无参考混合失真图像质量评价模型,并选取最佳无参考图像质量评价(NR-IQA)模型得到分数。结果 该方法能100%判别混合失真类型,对于模糊噪声、模糊压缩混合失真在LIVE混合失真图像数据库(LIVEMD)上的斯皮尔曼等级相关系数(SROCC)最高分别能达到0.9874和0.9916,具有很好的主观一致性。结论 实验结果表明,该无参考混合失真图像质量评价方法与人眼视觉感知具有很好的主观一致性。
  • 蔡鹏飞, 李扬波, 段湘煜, 孙挺
    . 2017, (19): 206-212.
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    目的 为了解决当前因图像匹配算法主要依靠提取图像的特征属性矢量进行度量,从而利用其对应的相关系数最大的点进行匹配时导致匹配结果中存在较多的错误匹配点以及匹配误差变大的问题。方法 提出区域灰度分布耦合相似判定策略的图像匹配算法,首先利用Forstner算子来提取图像的特征点,以特征点为中心,采取建立极坐标系的方法来确定特征点的主方向,通过特征点邻域的灰度特征来生成低维度的特征描述子;然后引入归一化互相(NCC)函数对特征点之间的相似度进行评估,建立矩形窗口特征点双向匹配规则,完成特征点的匹配,以提高特征点之间的匹配准确度和算法鲁棒性;最后,根据正确匹配特征点组成的三角形具有相似性的特征,设计相似判定策略,对错误匹配点进行剔除,以改善匹配精度。结果 实验结果表明,与当前图像匹配技术相比,文中匹配算法具有更高的匹配精度与效率,有效降低了特征点的误匹配率。结论 所提图像匹配技术具有较高的配准精度,在图像伪造、包装条码识别等领域具有一定的应用价值。
  • 王谦, 陈永利, 王佳辉, 刘文霞, 王秀月, 陈璐瑶
    . 2017, (19): 213-217.
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    目的 解决多光源场景图像的颜色矫正问题。方法 首先采用网格划分和关键点取样2种方法对多光源图像划分区域,然后对划分后的区域采用单光源颜色恒常性算法估计光源,把每一个区域对场景光源颜色的贡献整合为复合光源颜色作为多光源场景的近似估计,最后采用对角模型进行矫正,并将此方法与单独用单光源颜色恒常性算法估计做对比。结果 通过对多光源图像划分区域,可以弱化多个光源对图像的影响,与单独用单光源颜色恒常性算法估计对比,对图像的矫正效果显著。结论 通过局部估计多光源图像,所提出的方法可以有效解决多光源室外场景图像的颜色恒常性问题。
  • 徐英杰, 赵优, 袁晨阳, 韩雪, 曹云峰, 王琪, 魏先福
    . 2017, (19): 218-222.
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    目的 研究电磁吸收剂的加入对UV光固化体系光聚合动力学的影响。方法 采用实时红外光谱技术研究光照强度、光引发剂含量、电磁吸收剂种类及其含量对光聚合动力学的影响。结果 光强增加既可以提高聚合体系反应速率,又可以提高最终双键转化率。随着引发剂含量的增加,最终双键转化率从76%提高到100%,但过高的引发剂含量会降低相对反应速率。以氧化石墨烯为电磁吸收剂的油墨最终双键转化率较高,以Fe3O4为电磁吸收剂的油墨相对反应速率较高,达到最大相对反应速率时间在10 s内。电磁吸收剂含量增大会降低油墨最终双键转化率,对油墨反应速率到达最大值的时间影响不显著。结论 光照强度、光引发剂含量、电磁吸收剂种类及其含量对UV电磁吸收油墨光聚合过程均有较大 影响。
  • 裴亭, 朱洁, 汪剑
    . 2017, (19): 223-226.
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    目的 建立胶印润版液中4种溶剂残留的测定方法。方法 采用顶空/气相色谱-质谱联用法、应用CD-VOCOL柱(60 m×0.32 mm×1.8 μm, CNW)测定胶印润版液中甲醇、乙醇、异丙醇和环己酮的残留量。结果 4种溶剂残留得到有效分离,相关系数均大于0.998,回收率为87.5%~102.5%。结论 该方法操作简便、结果准确,具有较好的重现性,可满足实际分析的需要。
  • 林钟兴
    . 2017, (19): 227-231.
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    目的 研究开发一种微型瓶标志的自动印刷系统,能够对直径为4~8 mm的药丸包装用微型小圆锥、微型小圆柱瓶标志进行自动印刷。方法 通过对微型瓶外形及其标志印刷条件的分析,进行印刷方式的筛选和工艺对比,确定系统的总体设计方案和基本组成。结果 研究并解决了系统设计过程中上料振动盘、理料机构、传料机构、接料机构、印刷机构等关键技术问题,并设计了气动系统及PLC控制系统。结论 实际使用情况表明系统工作状态良好,运行高效可靠。
  • 王君, 王微山, 苏本玉, 李玉江
    . 2017, (19): 232-236.
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    目的 通过梳理对比国内外绿色包装相关的标准法规体系,提出适应我国包装行业发展的绿色包装评价方法和准则标准的制定建议。方法 通过对比欧盟、美国、日本、韩国等国外发达地区和国家在绿色包装标准体系方面的异同,总结我国现行绿色包装相关标准的技术差距及评价标准制定中存在的问题。结果 发现除美国之外的其他各国绿色包装相关标准法规均以欧盟法规为基础,明确了我国绿色包装的概念,并建议将全生命周期的概念引入我国绿色包装评价标准中。结论 各国绿色包装相关标准体系表现出明显趋同现象,在概念术语和具体评价方法/内容方面又存有差异。我国应充分借鉴各国绿色包装评价标准技术的特点,全面评价包装产品全生命周期过程中资源、能源、环境、品质的影响程度。