编号：FTJS09356
篇名：CT/SF/CNC/CaCO3仿生复合膜制备及其特性
作者：吴佳喜 张钰禄 解林坤 柴希娟 秦永剑 杜官本 徐开蒙
关键词： 纤维素纳米晶 甲壳素 丝素蛋白 纳米碳酸钙 仿生
机构： 西南林业大学材料科学与工程学院
摘要： 基于天然甲壳纲生物壳体组成成分与多层级排列结构的仿生启示,以可再生生物质甲壳素(CT)、丝素蛋白(SF)、纤维素纳米晶(CNC)和无机纳米碳酸钙(CaCO3)为4种主要原料,采用溶液蒸发诱导自组装和流延法制备具有“三明治”结构的CT/SF/CNC/CaCO3仿生复合膜,通过扫描电镜、紫外-可见光吸收光谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、热重分析仪和万能力学试验机等分析手段对复合膜的微观形貌、透明性、化学基团、结晶性、热稳定性和力学性能分别进行分析表征。结果表明:不同条件下制备的CT/SF/CNC/CaCO3仿生复合膜以及将4个复合组元直接混合制备所得的复合膜中均未出现CNC彩虹色区域。复合膜的透过率随纳米碳酸钙质量分数的升高而降低,且增加基体层或者CNC层的厚度会进一步降低复合膜的透明度,四组元直接混合后制备的复合膜透明性较低,且脆性大。纳米碳酸钙的存在影响了丝素蛋白与甲壳素间的结合作用。“三明治”结构的形成以及CNC、纳米碳酸钙的引入可协同提升复合膜的热稳定性能和力学性能,但过多或过少的纳米碳酸钙均不利于复合膜强度和韧性的提升。质量分数0.10%的纳米碳酸钙且2倍CNC厚度的CT/SF/CNC/CaCO3仿生复合膜具有优异的综合力学和热稳定性能,其拉伸强度和断裂伸长率分别为13.4 MPa和141%,且第2热降解阶段的最大热降解温度提升10.5℃。
