再生纖維素基復(fù)合膜的制備與性能研究.pdf

1、纖維素作為自然界中儲(chǔ)量最為豐富的天然高分子化合物，具有可再生、可生物降解、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)，然而纖維素溶解再生后制得的再生纖維素膜在性能方面還存在一定的缺陷，因此，研究和開(kāi)發(fā)具有優(yōu)良特性的新型再生纖維素基復(fù)合膜勢(shì)在必行。
　　本論文用NaOH/尿素/水為溶劑溶解棉短絨，通過(guò)三種不同的方法，原位沉淀、溶液共混和溶液浸入來(lái)制備再生纖維素-碳酸鈣、聚乙烯醇復(fù)合膜，通過(guò)一系列表征手段，掃描電子顯微鏡，透光率測(cè)試，熱重分析，傅里葉變換紅外

2、光譜分析，X射線衍射分析，機(jī)械性能測(cè)試，透氣性測(cè)試等對(duì)復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，制備而來(lái)的復(fù)合材料在熱穩(wěn)定性，機(jī)械性能，氣體阻隔性能等方面較再生纖維素膜有所改善和提升。論文主要分為以下三個(gè)部分：
　　（1）利用再生纖維素膜為模板，采用原位沉淀的方法制備再生纖維素-碳酸鈣復(fù)合膜，接著對(duì)復(fù)合膜的性能進(jìn)行表征，掃描電鏡和X射線衍射分析結(jié)果表明，碳酸鈣粒子能夠在復(fù)合膜中成功生成，傅里葉紅外光譜分析表明再生纖維素與碳酸鈣之間

3、存在著作用力極強(qiáng)的氫鍵，熱重分析和機(jī)械性能分析結(jié)果顯示，當(dāng)CaCl2和 Na2CO3溶液濃度小于0.8M時(shí)，復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能隨著溶液濃度的增大而增強(qiáng)，0.8M時(shí)達(dá)到最優(yōu)，高于0.8M復(fù)合膜的性能則會(huì)變差，這可能是由于大量的碳酸鈣在復(fù)合膜中發(fā)生了團(tuán)聚。由此可以看出，0.8M是本實(shí)驗(yàn)條件下的最優(yōu)濃度，此時(shí)，復(fù)合膜的綜合性能達(dá)到最佳。原位沉淀法簡(jiǎn)單易行，為纖維素復(fù)合材料的制備提供了一種很好的途徑。
　?。?）將相同濃度的纖維素

4、溶液和聚乙烯醇溶液進(jìn)行共混，然后用流延成膜法制得再生纖維素-聚乙烯醇復(fù)合膜。傅里葉變換紅外光譜分析和X射線衍射分析結(jié)果表明，再生纖維素和聚乙烯醇之間只是發(fā)生了簡(jiǎn)單的物理共混，兩者之間形成的氫鍵作用力破壞了再生纖維素的結(jié)晶化，導(dǎo)致其結(jié)晶度下降。熱穩(wěn)定性能分析表明，一定量聚乙烯醇的加入可以改善再生纖維素膜的熱穩(wěn)定性，從復(fù)合膜的機(jī)械性能分析可知，當(dāng)復(fù)合膜中纖維素與聚乙烯醇質(zhì)量比為92:8時(shí)，復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度以及楊氏模量均達(dá)到實(shí)驗(yàn)的最優(yōu)值，綜合

5、力學(xué)性能得到改善，此時(shí)，復(fù)合膜的氧氣透過(guò)系數(shù)也達(dá)到最小值。由此可以說(shuō)明，一定濃度范圍內(nèi)添加聚乙烯醇可以改善再生纖維素膜的熱穩(wěn)定性，機(jī)械強(qiáng)度以及氧氣阻隔性能。
　?。?）將制得的再生纖維素膜浸泡到聚乙烯醇溶液中，制備出再生纖維素-聚乙烯醇復(fù)合膜。透光率分析表明該復(fù)合膜具有優(yōu)異的光學(xué)透明性，傅里葉紅外光譜和X射線衍射分析表明，再生纖維素和聚乙烯醇之間存在相互作用的氫鍵，同時(shí)，通過(guò)機(jī)械性能和氧氣阻隔性能分析結(jié)果也可以看出，當(dāng)聚乙烯醇溶液