納米纖維素晶須-殼聚糖可降解包裝復合膜的制備與研究.pdf

1、以天然可再生生物材料為原料,制備各種石油基塑料取代品越來越成為人們研究的重點。殼聚糖作為這類生物材料之一,無毒、可降解、具有良好的生物相容性、抑菌抗菌性,擁有廣泛的應用前景。但是由于生物材料自身的一些不足,如機械性能差、耐水性能差等,其實際應用受到了一定的限制?？梢酝ㄟ^各種改性方法提高相關性能,目前共混復合改性研究較多。本文選取高結晶性的納米纖維素晶須為增強體,不僅能夠有效地改善了殼聚糖的機械性能和耐水性,同時還能夠保持殼聚糖材料可降解

2、等特性。
　　 本文通過硫酸水解微晶纖維素制得納米纖維素晶須,繼而通過流延法制備納米纖維素晶須/殼聚糖復合膜。通過掃描電鏡、紅外光譜和X射線衍射等測試分析了復合膜的截面形貌、分子基團及結晶情況,探討了兩者存在的分子間作用力。另外通過各種性能測試,分析復合膜的性能變化,探討宏觀性能與微觀結構之間的關系。主要研究內容和結果如下:
　　 1.通過原子力顯微鏡觀察和分析,納米纖維素晶須的直徑尺寸分布為5～20nm,長度尺寸分布為

3、100～500nm,長徑比為30左右;通過X射線衍射分析,酸水解處理部分破壞了纖維素的非晶區(qū),結晶度由63％提高到了68％;通過紅外光譜分析,納米纖維素晶須基本維持了纖維素的骨架結構及純度。
　　 2.復合膜截面電鏡照片表明,納米纖維素晶須在殼聚糖基體中具有良好的分散性;通過紅外光譜分析兩者分子基團的變化,表明復合膜中存在較強的靜電力和氫鍵作用;通過X射線衍射分析,納米纖維素晶須的加入使得殼聚糖在成膜時發(fā)生了結晶情況的變化。

4、r>　　 3.通過拉伸測試,分析了復合膜在于態(tài)下、濕態(tài)下以及增塑后,納米纖維素晶須對復合膜的拉伸強度、拉伸模量及斷裂伸長率的影響。納米纖維素晶須的加入,使得干態(tài)下、濕態(tài)下、增塑后復合膜的拉伸強度分別由51.4MPa提高到80MPa、15.5MPa提高到25.1MPa、29.4 Mpa提高到62.8MPa,同時復合膜的拉伸模量出現了線性增長,納米纖維素晶須表現出良好的增強效應。另外,增塑劑聚乙二醇顯著改善了膜的塑性,在斷裂伸長率達到25