納米纖維素晶須-殼聚糖可降解包裝復(fù)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(lái)越成為人們研究的重點(diǎn)。殼聚糖作為這類生物材料之一,無(wú)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(yīng)用前景。但是由于生物材料自身的一些不足,如機(jī)械性能差、耐水性能差等,其實(shí)際應(yīng)用受到了一定的限制?？梢酝ㄟ^(guò)各種改性方法提高相關(guān)性能,目前共混復(fù)合改性研究較多。本文選取高結(jié)晶性的納米纖維素晶須為增強(qiáng)體,不僅能夠有效地改善了殼聚糖的機(jī)械性能和耐水性,同時(shí)還能夠保持殼聚糖材料可降解

2、等特性。
　　 本文通過(guò)硫酸水解微晶纖維素制得納米纖維素晶須,繼而通過(guò)流延法制備納米纖維素晶須/殼聚糖復(fù)合膜。通過(guò)掃描電鏡、紅外光譜和X射線衍射等測(cè)試分析了復(fù)合膜的截面形貌、分子基團(tuán)及結(jié)晶情況,探討了兩者存在的分子間作用力。另外通過(guò)各種性能測(cè)試,分析復(fù)合膜的性能變化,探討宏觀性能與微觀結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　 1.通過(guò)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(zhǎng)度尺寸分布為

3、100～500nm,長(zhǎng)徑比為30左右;通過(guò)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(jié)晶度由63％提高到了68％;通過(guò)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(jié)構(gòu)及純度。
　　 2.復(fù)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(guò)紅外光譜分析兩者分子基團(tuán)的變化,表明復(fù)合膜中存在較強(qiáng)的靜電力和氫鍵作用;通過(guò)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(shí)發(fā)生了結(jié)晶情況的變化。

4、r>　　 3.通過(guò)拉伸測(cè)試,分析了復(fù)合膜在于態(tài)下、濕態(tài)下以及增塑后,納米纖維素晶須對(duì)復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度、拉伸模量及斷裂伸長(zhǎng)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(fù)合膜的拉伸強(qiáng)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(shí)復(fù)合膜的拉伸模量出現(xiàn)了線性增長(zhǎng),納米纖維素晶須表現(xiàn)出良好的增強(qiáng)效應(yīng)。另外,增塑劑聚乙二醇顯著改善了膜的塑性,在斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到25