但目前制备NCC的多为棉花纤维、麻纤维等,以柚皮渣制备NCC报道比较罕见。纳米微晶纤维素表面富含羟基, 亲水性强,通常作为增强剂应用于高分子材料中, 比如NCC易与极性的水溶性高分子加工成均匀的复 合材料,改善材料的综合性能。以羧甲基淀粉为原料 制备的膜材料不回生,成膜性好,但其力学性能不足 等缺点限制了其在包装材料领域的应用。目前已有研究添加蒙脱土纳米粒子可以有效改善羧甲基淀粉膜的力学性能,但对柚皮纳米微晶纤维素的制备及其对羧 甲基淀粉膜性能影响的研究鲜见报道。 因此,本研究以柚皮为原料制备柚皮纳米微晶纤维素,并复配羧甲基淀粉制备膜材料,对柚皮纳米微晶纤维素的形态、晶型进行表征分析,研究不同添加量柚皮纳米微晶纤维素对羧甲基淀粉复合膜各项性能 的影响,旨在为柚皮纳米微晶纤维素的应用提供参考。
复合膜的制备
为了保证柚皮纳米微晶纤维素能够充分地分散在 成膜液中,本实验按一定质量比将已知浓度的纳米微晶纤维素悬浮液添加到成膜液中。
复合膜表面形貌表征
采用 SU8010 场发射扫描电镜观察复合膜表面形貌,扫描前对膜表面进行喷金处理。
以柚皮纤维素为原料制备的柚皮纳米微晶纤维素为长为60~180nm,直径为3~15nm的棒状晶体,X-射线衍射表明其仍为纤维素I型结构。 复合膜扫描电镜图表明,柚皮纳米微晶纤维素在羧甲基淀粉基质中分散性良好。柚皮纳米微晶纤维素添加量为羧甲基淀粉质量的5%时,复合膜的拉伸强度较纯羧甲基淀粉膜提高最大,复合膜的断裂伸长率随着柚皮纳米微晶纤维素添加量的增加呈下降的趋势。柚皮纳米微晶纤维素添加量为 7%时,复合膜的水蒸气透过系数降低程度最大为 23%。柚皮纳米微晶纤维素添加量大于3%时显著降低复合膜的透光率,但未改变原膜在不同波长下的透光率。因此,添加柚皮纳米微晶纤维素能有效地改善复合膜的性能,制备出综合性能优良的羧甲基淀粉复合膜。柚皮 纳米微晶纤维素对膜的作用机理还需要进一步研究, 为柚皮纳米微晶纤维素在膜材中的应用以及柑橘皮渣 的综合利用奠定基础。