羟（甲、乙、丙）基纤维素/明胶共混复合膜的制备和性能研究
发布时间：2022-01-06 00:30
以明胶为基体,甘油为增塑剂,羟甲基纤维素（HMC）、羟乙基纤维素（HEC）、羟丙基纤维素（HPC）分别为增强相,通过添加不同量的羟（甲、乙、丙）基纤维素,分别制备不同含量的羟（甲、乙、丙）基纤维素/明胶共混复合膜;采用扫描电子显微镜、智能电子拉力试验机、差示扫描量热仪和热缩试验仪对共混复合膜的表面形貌、力学性能和热稳定性进行表征。结果表明,随着共混复合膜中纤维素含量的增加,各复合膜的断裂伸长率和抗拉强度呈先提高后降低的趋势;达到最大抗拉强度时,各共混复合膜中羟基纤维素的含量分别为HMC 1%（38.4 MPa）、HEC 1%（35.3 MPa）、HPC 0.5%（32.1 MPa）;各共混复合膜热稳定性均提高,而热缩率降低。添加羟基纤维素可增强共混复合膜的力学性能和热稳定性,但不同羟基纤维素作为增强相时,增强效果存在一定差距。
【文章来源】：中国造纸学报. 2020,35(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
羟（甲、乙、丙）基纤维素分子结构示意图
从图2还可以看出，当共混复合膜中羟基纤维素含量较低时（1%），共混复合膜的表面都较为平整，只含有较少量小的团聚颗粒；当羟基纤维素含量过高时（20%），纤维素分子间的团聚增多，各共混复合膜的团聚程度为：HMC/明胶共混复合膜<HEC/明胶共混复合膜<HPC/明胶共混复合膜。对共混复合膜进行拉力测试后（见图2(a1)～(f1））发现，当共混复合膜中羟基纤维素含量较低时（1%），共混复合膜的拉伸纹路方向较为统一，拉痕均匀，但出现一些白色颗粒；当羟基纤维素含量过高时（20%），共混复合膜表面出现破损和缺陷。这主要是因为，当共混复合膜中羟基纤维素含量过高时，纤维素分子间易形成氢键，会相互吸引、团聚，且纤维素分子链相互缠绕，因此分散稳定性较差[20]；所以纤维素含量越高，其在复合膜中分布越不均匀，使得在承受相同力时，不同区域表现出了不同的延展性。对比各共混复合膜SEM图发现，共混复合膜中羟基纤维素含量为1%时，各复合膜经拉力测试后的膜表面形貌几乎无差异；共混复合膜中羟基纤维素含量为20%时，经拉力测试后各复合膜的表面形貌出现较大差别，表现为，随着R官能团内亚甲基（—CH2）数量的增加，膜内部团聚的区域越集中，拉力测试后出现的缺陷也越严重。综上所述，不同羟基纤维素与明胶融合的容易程度为：HMC>HEC>HPC。
各共混复合膜的最大抗拉强度顺序为：1%HMC/明胶共混复合膜（38.4 MPa)>1%HEC/明胶共混复合膜（35.3 MPa)>0.5%HPC/明胶共混复合膜（32.1 MPa）；导致共混复合膜增强效果差异的原因是，羟基纤维素分子中R官能团的亚甲基（—CH2）数量逐渐增加（HMC<HEC<HPC），分子间的位阻效应也相应增大，使得R官能团内的羟基与明胶结合形成氢键的难度增大（相容性变差）；即羟基纤维素分子链中—CH2数量越多，共混复合膜抗拉强度越低。2.3 共混复合膜的断裂伸长率
【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维素的研究进展[J]. 付时雨. 中国造纸. 2019(06)
[2]半纤维素-甲基纤维素复合膜的制备及其性能分析[J]. 胡桂春,李玉民,王庆,付时雨,吴光远,化新通. 中国造纸学报. 2019(01)
[3]溶解纤维素-PVA复合凝胶的制备及其性能研究[J]. 张莉莉,司玉丹,王志国,范一民. 中国造纸学报. 2019(01)
[4]废纸纤维素/SiO2复合气凝胶的性能[J]. 周钰寒,陈晓玉,左成,郭庆杰,赵军. 化工学报. 2019(03)
[5]微晶纤维素/不饱和聚酯复合材料的力学与热稳定性研究[J]. 王嘉婧,于光华,刘雅欣,沈研,肖楠,张琪涵,张秀成. 化学与黏合. 2018(05)
[6]具有自修复性能的纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料的制备[J]. 王冰,林木松,侯俊波,张晟. 高分子材料科学与工程. 2018(08)
[7]高力学强度羟乙基纤维素/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备[J]. 郑坤,赵娇娇,陈莹,王春鹏,储富祥. 高分子材料科学与工程. 2017(11)
[8]蔗渣纳米纤维素的制备与表征[J]. 李彩新,梁小容,古菊. 高等学校化学学报. 2017(07)
[9]食品饮料塑料容器收缩膜热缩性能测试新方法[J]. 于佳佳,陈欣,范珺. 食品安全导刊. 2017(16)
[10]羟乙基纤维素基载银复合气凝胶的制备及性能[J]. 张盼,熊佳庆,陶金,陈宇岳. 纺织导报. 2017(03)
博士论文
[1]天然纤维素的单分子力学性能[D]. 鲍雨.西南交通大学 2015
硕士论文
[1]兔皮明胶膜的制备及特性研究[D]. 杨晖.西南大学 2017
[2]羟丙基纤维素接枝共聚物的合成及性能研究[D]. 慈吉良.青岛科技大学 2015
[3]明胶基纳米复合材料的制备、表征及其应用[D]. 陈广新.齐鲁工业大学 2015
[4]花生壳纳米纤维素的制备、表征及其对淀粉膜性能的影响[D]. 刘潇.山东农业大学 2015
[5]纤维素增强聚合物复合材料的制备与力学性能研究[D]. 鲁婷菊.西南交通大学 2015
[6]竹纳米微晶纤维素的制备、表征及应用研究[D]. 王丽丽.山东农业大学 2014
[7]可食性狭鳕鱼皮明胶复合膜的制备、性质与应用研究[D]. 陈丽.中国海洋大学 2009
本文编号：3571348
【文章来源】：中国造纸学报. 2020,35(04)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
羟（甲、乙、丙）基纤维素分子结构示意图
从图2还可以看出，当共混复合膜中羟基纤维素含量较低时（1%），共混复合膜的表面都较为平整，只含有较少量小的团聚颗粒；当羟基纤维素含量过高时（20%），纤维素分子间的团聚增多，各共混复合膜的团聚程度为：HMC/明胶共混复合膜<HEC/明胶共混复合膜<HPC/明胶共混复合膜。对共混复合膜进行拉力测试后（见图2(a1)～(f1））发现，当共混复合膜中羟基纤维素含量较低时（1%），共混复合膜的拉伸纹路方向较为统一，拉痕均匀，但出现一些白色颗粒；当羟基纤维素含量过高时（20%），共混复合膜表面出现破损和缺陷。这主要是因为，当共混复合膜中羟基纤维素含量过高时，纤维素分子间易形成氢键，会相互吸引、团聚，且纤维素分子链相互缠绕，因此分散稳定性较差[20]；所以纤维素含量越高，其在复合膜中分布越不均匀，使得在承受相同力时，不同区域表现出了不同的延展性。对比各共混复合膜SEM图发现，共混复合膜中羟基纤维素含量为1%时，各复合膜经拉力测试后的膜表面形貌几乎无差异；共混复合膜中羟基纤维素含量为20%时，经拉力测试后各复合膜的表面形貌出现较大差别，表现为，随着R官能团内亚甲基（—CH2）数量的增加，膜内部团聚的区域越集中，拉力测试后出现的缺陷也越严重。综上所述，不同羟基纤维素与明胶融合的容易程度为：HMC>HEC>HPC。
各共混复合膜的最大抗拉强度顺序为：1%HMC/明胶共混复合膜（38.4 MPa)>1%HEC/明胶共混复合膜（35.3 MPa)>0.5%HPC/明胶共混复合膜（32.1 MPa）；导致共混复合膜增强效果差异的原因是，羟基纤维素分子中R官能团的亚甲基（—CH2）数量逐渐增加（HMC<HEC<HPC），分子间的位阻效应也相应增大，使得R官能团内的羟基与明胶结合形成氢键的难度增大（相容性变差）；即羟基纤维素分子链中—CH2数量越多，共混复合膜抗拉强度越低。2.3 共混复合膜的断裂伸长率
【参考文献】：
期刊论文
[1]纤维素的研究进展[J]. 付时雨. 中国造纸. 2019(06)
[2]半纤维素-甲基纤维素复合膜的制备及其性能分析[J]. 胡桂春,李玉民,王庆,付时雨,吴光远,化新通. 中国造纸学报. 2019(01)
[3]溶解纤维素-PVA复合凝胶的制备及其性能研究[J]. 张莉莉,司玉丹,王志国,范一民. 中国造纸学报. 2019(01)
[4]废纸纤维素/SiO2复合气凝胶的性能[J]. 周钰寒,陈晓玉,左成,郭庆杰,赵军. 化工学报. 2019(03)
[5]微晶纤维素/不饱和聚酯复合材料的力学与热稳定性研究[J]. 王嘉婧,于光华,刘雅欣,沈研,肖楠,张琪涵,张秀成. 化学与黏合. 2018(05)
[6]具有自修复性能的纤维素纳米晶/聚氨酯复合材料的制备[J]. 王冰,林木松,侯俊波,张晟. 高分子材料科学与工程. 2018(08)
[7]高力学强度羟乙基纤维素/聚丙烯酰胺复合水凝胶的制备[J]. 郑坤,赵娇娇,陈莹,王春鹏,储富祥. 高分子材料科学与工程. 2017(11)
[8]蔗渣纳米纤维素的制备与表征[J]. 李彩新,梁小容,古菊. 高等学校化学学报. 2017(07)
[9]食品饮料塑料容器收缩膜热缩性能测试新方法[J]. 于佳佳,陈欣,范珺. 食品安全导刊. 2017(16)
[10]羟乙基纤维素基载银复合气凝胶的制备及性能[J]. 张盼,熊佳庆,陶金,陈宇岳. 纺织导报. 2017(03)
博士论文
[1]天然纤维素的单分子力学性能[D]. 鲍雨.西南交通大学 2015
硕士论文
[1]兔皮明胶膜的制备及特性研究[D]. 杨晖.西南大学 2017
[2]羟丙基纤维素接枝共聚物的合成及性能研究[D]. 慈吉良.青岛科技大学 2015
[3]明胶基纳米复合材料的制备、表征及其应用[D]. 陈广新.齐鲁工业大学 2015
[4]花生壳纳米纤维素的制备、表征及其对淀粉膜性能的影响[D]. 刘潇.山东农业大学 2015
[5]纤维素增强聚合物复合材料的制备与力学性能研究[D]. 鲁婷菊.西南交通大学 2015
[6]竹纳米微晶纤维素的制备、表征及应用研究[D]. 王丽丽.山东农业大学 2014
[7]可食性狭鳕鱼皮明胶复合膜的制备、性质与应用研究[D]. 陈丽.中国海洋大学 2009
本文编号：3571348
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