CT/SF/CNC/CaCO3仿生復(fù)合膜制備及其特性

編號：FTJS09356

篇名：CT/SF/CNC/CaCO3仿生復(fù)合膜制備及其特性

作者：吳佳喜 張鈺祿 解林坤 柴希娟 秦永劍 杜官本 徐開蒙

關(guān)鍵詞： 纖維素納米晶 甲殼素 絲素蛋白 納米碳酸鈣 仿生

機構(gòu)： 西南林業(yè)大學材料科學與工程學院

摘要： 基于天然甲殼綱生物殼體組成成分與多層級排列結(jié)構(gòu)的仿生啟示,以可再生生物質(zhì)甲殼素(CT)、絲素蛋白(SF)、纖維素納米晶(CNC)和無機納米碳酸鈣(CaCO3)為4種主要原料,采用溶液蒸發(fā)誘導自組裝和流延法制備具有“三明治”結(jié)構(gòu)的CT/SF/CNC/CaCO3仿生復(fù)合膜,通過掃描電鏡、紫外-可見光吸收光譜、傅里葉變換紅外光譜、X射線衍射儀、熱重分析儀和萬能力學試驗機等分析手段對復(fù)合膜的微觀形貌、透明性、化學基團、結(jié)晶性、熱穩(wěn)定性和力學性能分別進行分析表征。結(jié)果表明:不同條件下制備的CT/SF/CNC/CaCO3仿生復(fù)合膜以及將4個復(fù)合組元直接混合制備所得的復(fù)合膜中均未出現(xiàn)CNC彩虹色區(qū)域。復(fù)合膜的透過率隨納米碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)的升高而降低,且增加基體層或者CNC層的厚度會進一步降低復(fù)合膜的透明度,四組元直接混合后制備的復(fù)合膜透明性較低,且脆性大。納米碳酸鈣的存在影響了絲素蛋白與甲殼素間的結(jié)合作用�！叭�明治”結(jié)構(gòu)的形成以及CNC、納米碳酸鈣的引入可協(xié)同提升復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性能和力學性能,但過多或過少的納米碳酸鈣均不利于復(fù)合膜強度和韌性的提升。質(zhì)量分數(shù)0.10%的納米碳酸鈣且2倍CNC厚度的CT/SF/CNC/CaCO3仿生復(fù)合膜具有優(yōu)異的綜合力學和熱穩(wěn)定性能,其拉伸強度和斷裂伸長率分別為13.4 MPa和141%,且第2熱降解階段的最大熱降解溫度提升10.5℃。