商业WG粉末是由瑞普AB, Lidkoping,瑞典。根据供应商,面筋蛋白质含量为77.7%(根据修改NMKL nr6方法,Kjeltec, Nx5.7; http://www.nmkl.com/)。甘油的浓度≥99.5 wt。wt %的含水率≤0.5。%was supplied by Karlshamns Tefac AB, Karlshamn, Sweden. Oleic acid (OA, C_18:1从Sigma-Aldrich有限公司购买,圣路易斯,密苏里州,美国。提供的纸板,Korsnas双260年Korsnas AB,瑞典耶夫勒。克重是242克/米²和厚度是0.4毫米。的底层纸板,纹理作为基质,由原色软木亚硫酸盐纸浆。原色的中间层由chemi-thermomechanical纸浆(CTMP)和顶部层由混合漂白软木,硬木。获得的疏水化是用双施胶剂烷基烯酮二聚体(AKD)和松香。纸板没有表面涂布在底部的一边。

的WG-coated纸板是由使用桌面媒体压缩成型,Polystat 200 t (Servitec Maschinenservice GmbH, Wustermark,德国)。首次由混合均匀的面团WG粉与增塑剂(甘油有或没有油酸)砂浆。为简单起见,在剩余的研究中,甘油/油酸混合物被称为增塑剂。塑化剂含量是20或30 wt。%,b一个sed on the total mass of WG films, and the relative contents (wt.%) of oleic acid and glycerol were 0 : 100, 25 : 75, 50 : 50, and 75 : 25. Ten grams of the dough was spread evenly inside a frame (14 × 14 mm²两个聚酯薄膜和两个金属板之间)。压缩成型是在30年代,110°C和成型压力计的机器上设置为200酒吧。板装配后远离媒体的压力被释放,和工作组电影使用手术刀从帧中分离了出来。纸板随后被涂上准备的电影使用相同的程序,但没有框架。工作组电影放在一边的纸板底部,和成型进行了110°C下一组200条10分钟的压力。的WG-laminated纸板来自媒体和存储在23°C和50% RH之前描述和测量。

水汽传输速率测量使用Mocon Permatran-W 3/31 38°C和90% RH (Mocon Inc .,明尼阿波利斯,美国)根据ASTM F 1249 - 90。标本(每个样本的两个复制)被紧紧夹在两个铝箔,提供一个5厘米²接触面积。稳态流量通过标本被确定和规范化对涂布纸板的厚度产生的水汽传输速率( sWVTR)。

由水吸收 科布₆₀ 按照SCAN-P 12: 64。测量进行了使用一个l和w柯布上浆测试仪(Kista Lorentzen & Wettre AB,瑞典) 23 ± 1 °C和 50 ± 2 % RH在一个气候控制的房间里。样本切成维度 13 × 13 厘米²和条件的专用房间。使用的设备由一个橡胶垫护壁板和一个5厘米高的金属圆筒内面积100厘米²。测试人员提供一个夹紧装置系缸到脚板,上面的示例。100毫升蒸馏水注入汽缸。 科布₆₀ 60年代后表明,吸收测量。水倒出45秒后,试样被撤仪器额外15秒后,和表面的残余水被首先奠定了吸墨纸对样本然后用黄铜滚子滚动两次。切除吸墨纸之后,这部电影是重的 科布₆₀ 值, X(水吸光率g / m²),计算 X= 100·( 米 f - - - - - - 米 我 ), 米 f 和 米 我 是大众(g)后的试样和水接触之前 15]。三个复制的每一个样品进行测试。

工作组层表面、截面和tensile-fractured表面检查在日立s - 4800 FE-SEM(日立高新技术公司,日本东京)。在显微镜下插入之前,标本被涂上一层黄金ca。6纳米的厚度使用琼脂高分辨率溅射涂布机(型号208 rh)(琼脂科学、斯坦斯特德、英国),配备了黄金目标/琼脂厚度监控控制器。

红外光谱与优秀的光谱记录2000红外光谱分光计,优秀的公司,沃尔瑟姆,妈,美国,配备了单个反射ATR附件(金门从Specac有限公司奥尔平顿的英国),由程序控制光谱2.00版本,从Graseby Specac,奥尔平顿的英国。样品被紧紧地夹在一个蓝宝石砧和ATR锗晶体WG-coated样品表面对后者。光谱是作为平均16扫描4000至600厘米⁻¹每隔1厘米⁻¹4厘米的一项决议⁻¹。

英斯特朗5566拉伸试验是执行一个万能试验机(Instron,诺伍德,妈,美国)根据ISO 527 - 3。哑铃型标本,在狭窄的部分有4毫米的宽度和长度为6.5厘米,被打了一个标准的ISO 37-3形状,使用一个标本从Elastocon AB裁断机,布罗斯,瑞典。标本进行测试的专用房间 23 ± 1 °C和 50 ± 2 % RH。负载细胞500 N扩展10毫米/分钟的速度和初始grip-to-grip 40毫米的距离。0.1 N的预加载(延伸率10毫米/分钟)是应用于样品之前连续的测量,以确保测量样本。压力得到的力除以初始横截面积狭窄的部分,和应变确定实际grip-to-grip距离相对于初始grip-to-grip距离。弹性( E)模量估计初始应力-应变曲线的斜率。样本系列包括10 - 13标本,在气候条件的空间被测试前120 h。

光泽测量使用Zehntner光泽仪ZLR Zehntner GmbH是一家提供的1050米测试仪器,Sissach,瑞士,在60°的角度根据ISO 2813。反射,测量20°和60°的角度从正常到工作组层表面依照TAPPI T480光泽单位报告 G^20. 和 G⁶⁰ ( 顾;百分比标准)的倍数。灯、透镜和光电探测器是可怕地纠正给发光效率与CIE相对应的光谱响应函数 ( ν ( λ ) ) 的有效波长572 nm。涂层的反射阴霾D4039电影根据ASTM标准计算方法。烟雾指数( H)被定义为不同的光泽值以60°的角度和20° ( H = G 60 - - - - - - G 20. ) ( 16]。一个更高的 H 值代表一个更高的阴霾。

统计分析与统计软件进行了JMP版本5 (SAS研究所Inc .卡里,数控,美国)。Tukey-Kramer HSD(老实说显著差异)测试,执行所有成对的统计方法比较,在显著性水平为0.05。

很明显,而纸板有无限高 sWVTR,麦麸层产生的层压纸板有限的 sWVTR(表 1)。在以往的研究中,小麦面筋增塑的独立电影也无限地高 sWVTR值( 14]。差异的原因可能是,纸板作为支持提供机械完整性和减少moisture-induced肿胀小麦谷蛋白层。

具体的水汽传输速率随数量的增加而降低油酸甘油/油酸混合物(表 1)。值为3.3 (20 wt。%plasticizer) and 2.9 (30 wt.% plasticizer) times lower with 75 wt.% oleic acid in the plasticizer mixture. This was interpreted as being due to the greater hydrophobicity of oleic acid than of glycerol [ 17]。在所有情况下,材料30 wt。%plasticizer was more permeable than the material with 20 wt.% plasticizer. It should be noted that the sWVTR数据计算了基于层的总厚度。如果能够获得显著较小值 WVTR值而不是标准化工作组层厚度、忽视了纸板,没有造成障碍的属性。还应该注意的 sWVTR值获得在苛刻条件(90% RH, 38°C),那就是,至少在欧洲北部,而不是常见的环境干燥的食品包装。

的 科布₆₀ 层压板的值远高于裸板,但随数量的增加而降低油酸值,依照 sWVTR数据(表 1)。低 科布₆₀ 价值非常高 sWVTR纸板的价值表示,这是高度大小;水蒸气能够深入毛孔的董事会,但液体水的吸收是有限的。变化最大的是发现与30 wt样品。%增塑剂与减少ca。24 g / m²在0和75吨级之间。% OA。样本之间的差异在水中吸光度与20和30 wt。%增塑剂随油酸含量。油酸含量最低的,样本30 wt。%plasticizer had a significantly higher water absorption than the sample with 20 wt.% plasticizer. As with the sWVTR油酸在水吸收的影响被认为是由于更大的疏水性油酸比甘油。

样品只包含甘油的表面光滑的感觉有点粘,低于样品的表面含有油酸。后者表面感觉更“含脂肪。“然而,扫描电镜显示样品表面与油酸包含裂缝和异质结构(数据 1和 2)。异质性油酸含量的增加而增加,最高为75吨级。% OA样本。

图 3表明,裂缝不通过工作组层扩展,这也解释了为什么 sWVTR和 科布₆₀ 值随油酸含量增加而降低。一个异常可能是包含20 wt的样本。与75 wt %增塑剂。% OAwhere the SEM pictures were less conclusive (Figure 3)。这个样本异质性的增加可以解释为什么它出乎意料地高 科布₆₀ 价值(表 1)。然而,如果通过工作组层裂纹并扩展, sWVTR和 科布₆₀ 值会明显高于值(表获得 1)。图 3也表明好的纸板和WG层之间的粘结。

分析了小麦面筋蛋白结构用红外光谱。我吸光度的酰胺1600至1700厘米⁻¹在图 4敏感蛋白质二级结构的变化,揭示了聚合/聚合结构的状态( 6]。有趣的是,所有的小麦谷蛋白层被发现有一个高度的聚合/聚合结构(主峰~ 1625厘米⁻¹在分子间相应的酰胺组 β单网络( 6]) 。峰值/肩~ 1650厘米⁻¹,相应的酰胺组无序/阿尔法螺旋链构象,是不太突出 18]。聚集在这里“聚合”的蛋白质,包括所有事件涉及共价相互作用和破坏和改造的二硫键。聚合结构似乎降低的程度与油酸含量增加,虽然变化小(30 wt的红外光谱曲线。%增塑剂20 wt的样本类似。%增塑剂样品如图 4)。因此, sWVTR和 科布₆₀ 结果最有可能不是由于蛋白质结构的变化。

峰与甘油和油酸也研究以验证组件存在表面的工作组层(样品的红外光束渗透的顺序 μ米,根据红外波长( 19])。红外光谱表明,甘油确实出席了表面,与峰值为925厘米⁻¹在850厘米⁻¹分配给碳碳键的振动和峰值为1117厘米⁻¹相关的伸展切断债券(数据未显示) 20.]。油酸是很容易观察到的特征峰在1710厘米⁻¹(由于不对称的伸展,C = O键( 21])。图 5显示了20 wt数据。%增塑剂样本。30 wt结果是相似的。%增塑剂样本。因此这两个组件在塑化剂混合物出席WG层表面不同程度取决于混合比。

拉力测试结果如图所示 6和总结在表 2。WG层的存在降低了伸长和能源在纸板的打破。这可能是由于,当工作组层断裂,突然增加的负载由纸板骨折了。然而,裸纸板之间的差异可扩展性和样本与WG层包含30 wt。与75 wt %增塑剂。% OAwas insignificant (Table 2)。20 wt的示例。%plasticizer with 75 wt.% OA also had a relatively high extensibility. Both the stress at break and the modulus increased when the OA content increased from 0 to 50 wt.% and decreased thereafter. The strength of a few of the laminated samples and the stiffness of the 75 wt.% OA samples were similar to the corresponding values for the uncoated paperboard. Except for samples containing 75 wt.% OA, the difference in modulus, strain at break, and energy at break, between the 20 and 30 wt.% plasticizer samples, was insignificant. The variations in sample thicknesses could not explain the mechanical results since there were no clear trends among the samples (Table 2)。特别感兴趣的是,层压板的力学性能没有50 wt时变得更穷。% OA添加甘油塑化剂。75 wt。% OA,the laminates became weaker but on the other hand tougher (30 wt.% plasticizer) and more extensible. The stiffness also decreased but was still similar to that of the uncoated paperboard.

拉伸试验结果的补充,断裂表面与SEM(图进行了研究 7)。纸板表现出高应变突破纤维撤军,而董事会与WG层经历了更多的脆性断裂。显然低应变在涂布纸板的破坏是由于蛋白层;一个假设是,纸板的变形限制蛋白涂层,两层都是并行扩展以同样的速度,产生光滑的拉伸曲线。较高的应变在打破75 wt。% OAsamples was probably due to poor adhesion between the paperboard and the WG layer and/or a weaker WG layer, fracturing more easily and allowing the paperboard to extend further. For the sample with 20 wt.% plasticizer (75 wt.% OA), the tensile curve showed discontinuities suggesting multiple fractures of the WG layer as the coated paperboard was deformed. This could be observed visually as crack development perpendicular to the tensile direction during the testing.

光学涂层的外观往往是重要的。光泽是一个函数的表面折射率、消光系数、光束的入射角和反射光线的性质。表面光泽单位70或更高版本的入射角60°被认为是一个高光泽表面( 22]。在这方面,没有一个测试样品表面被认为是高度光泽(表 3)。由于入射角和入射光的性质不变,两个增塑剂组件也有类似的折射率(甘油:1.47 23)和油酸:1.46 ( 24)在20°C),不同的消光系数和/或吸收光应该负责观测到的光泽变化的主要参数。烟雾指数相关,增加,表面的不规则性和异质性。有趣的是十八烯acid-containing样本,尽管微裂纹的产生,有烟雾指数低于样本含有甘油,这是符合更大的摸起来光滑前样品(表 3)。