一種改性纖維素填充的PVA薄膜及其制備方法與應(yīng)用

一種改性纖維素填充的PVA薄膜及其制備方法與應(yīng)用摘要本文介紹了一種改性纖維素填充的PVA薄膜及其制備方法與應(yīng)用，首先介紹了材料的特性與制備方法；然后詳細(xì)描述了改性纖維素填充的PVA薄膜的性能分析與表征技術(shù)；最后，展示了改性纖維素填充的PVA薄膜在光學(xué)、熱學(xué)、水分敏感性和機(jī)械性能等方面的應(yīng)用前景，表明該材料具有廣泛的應(yīng)用前景和潛力。介紹纖維素是最常見的天然高分子生物質(zhì)，其在可再生資源、可降解性、生物相容性等方面具有很多優(yōu)勢，因此在生物材料領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，纖維素材料在一定溫度下具有脆性和易碎性等弱點(diǎn)，為了克服這些缺點(diǎn)，需要開發(fā)一種新型的復(fù)合材料。其中，改性纖維素是一種有效的填充物，可以增加復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性。材料與方法材料無定形聚乙烯醇（PVA）：Mw約為133,000，含量為10%（w/v），由Sigma-Aldrich公司供應(yīng)；竹纖維素（BC）：平均粒徑為12μm，由中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所提供；改性半纖維素（MCC）：纖維素經(jīng)過能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的羧化處理，含量為5%（w/v），由SinopharmChemicalReagentCo.，Ltd供應(yīng)；木糖醇（Xm）：純度為90%，由AcrosOrganics（NJ，USA）供應(yīng)；乙醇（EtOH）：純度為99.5%，由Macklin公司供應(yīng)。制備方法制備纖維素改性材料制備的纖維素改性材料包含竹纖維素（BC）與改性半纖維素（MCC）。將10gBC與3gMCC混合，加入50mL乙醇中，該混合物在磁力攪拌器中在室溫下攪拌1h。然后，將混合物過濾，用乙醇處理，并在真空下干燥60h。制備改性纖維素填充的PVA薄膜制備改性纖維素填充的PVA薄膜的方法主要包括以下幾個(gè)步驟：將10gPVA粉末添加到250mL三口燒瓶中，加入70mL去離子水中，接著在室溫下用磁力攪拌器搗碎，制備成無清澈溶液；將1g改性纖維素樣品加入到制備好的PVA溶液中，繼續(xù)在磁力攪拌器中攪拌2h，使溶液保持充分混合，將制備好的PVA溶液裝入Petri培養(yǎng)皿中，使溶液均勻散布且厚度均勻，隨后利用真空干燥箱在150℃下干燥12h。最后將得到的改性纖維素填充的PVA薄膜剪成合適尺寸，存放于陰涼干燥的地方備用。性能分析與表征技術(shù)顯微鏡表征將改性纖維素填充的PVA薄膜切成厚度約為40μm的橫截面，并用顯微鏡觀察橫截面形態(tài)。熱分析表征用差示掃量熱法（DSC）技術(shù)對改性纖維素填充的PVA薄膜進(jìn)行熱分析。分別在約2.5mg的樣品下，使用DSC采樣器，在25至200℃的溫度范圍內(nèi)掃描。機(jī)械性能表征用射釘拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)對改性纖維素填充的PVA薄膜進(jìn)行機(jī)械性能測試。光學(xué)性能表征通過紫外－可見光譜（UV-vis）技術(shù)對改性纖維素填充的PVA薄膜的透射率進(jìn)行測試。水分敏感性表征改性纖維素填充的PVA薄膜置于55％相對濕度的環(huán)境中，通過測試其含水量的變化來評估其水分敏感性。應(yīng)用前景光學(xué)應(yīng)用改性纖維素填充的PVA薄膜具有優(yōu)良的透明度和耐光性，可以用于生產(chǎn)太陽能電池高透明覆蓋層、LCD顯示器反射板、光學(xué)鏡片等光電產(chǎn)品。熱學(xué)應(yīng)用改性纖維素填充的PVA薄膜在高溫下仍具有一定的韌性，因此可以用于制備高溫纖維復(fù)合材料。水分敏感性應(yīng)用改性纖維素填充的PVA薄膜在水分敏感性上表現(xiàn)出強(qiáng)耐受性，可用于制造水分敏感性、高吸濕材料等。機(jī)械性能應(yīng)用改性纖維素填充的PVA薄膜具有較高的機(jī)械性能，可以應(yīng)用于制造各種高性能復(fù)合材料，如航空航天材料、汽車零部件、建筑材料等。結(jié)論本文介紹了一種改性纖維素填充的PVA薄膜及其制備方法與應(yīng)用前景。在介紹材料特性和制備方法的基礎(chǔ)上，我們介紹了幾種性能分析與表征技術(shù)，包括顯微鏡表征、熱分析表征、機(jī)械性能表征、光學(xué)性能表征和水分敏感性表征。最后，我們探討了改性纖維素填充的PVA