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壳聚糖纳米纤维与蒙脱土增强EVOH膜性能的研究
壳聚糖纳米纤维与蒙脱土增强EVOH膜性能的研究
摘要：
随着环境问题与能源危机的日益严重，高效的膜分离技术成为解决水资源和能源问题的关键。本文研究了壳聚糖纳米纤维与蒙脱土在增强乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVOH）膜性能方面的应用。通过制备一系列不同组分的膜并测试其性能，结果表明壳聚糖纳米纤维和蒙脱土能够有效提高EVOH膜的力学性能和热稳定性，同时减小了膜的渗透性。本研究对于开发高性能膜材料具有重要的实际意义和应用前景。
关键词：壳聚糖纳米纤维；蒙脱土；EVOH膜；力学性能；热稳定性；渗透性
1.引言
膜分离技术是一种重要的分离技术，具有结构简单、操作方便、节能环保等优点。乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVOH）是一种具有优良气体和溶质阻隔性能的高分子材料，广泛应用于食品包装、气体分离和储存等领域。然而，EVOH膜的力学性能和热稳定性仍有待进一步提高，同时膜的渗透性也需要进行调控。
壳聚糖纳米纤维是一种具有优良性能和丰富可再生资源的纳米材料，其在增强纳米复合材料、生物医药材料等领域具有广阔的应用前景。蒙脱土是一种层状矿物质，具有优异的吸附性能和分散性。本研究旨在研究壳聚糖纳米纤维和蒙脱土在EVOH膜中的应用，探索其对膜性能的影响及机制。
2.实验方法
2.1材料
本实验使用的材料有：EVOH（乙烯-醋酸乙烯共聚物）、壳聚糖纳米纤维和蒙脱土。EVOH以颗粒形式购买，并进行干燥处理；壳聚糖纳米纤维通过纳米纤维化技术制备；蒙脱土经过预处理后得到纳米级蒙脱土。
2.2膜制备
按照一定比例将EVOH、壳聚糖纳米纤维和蒙脱土进行混合，采用溶液浇注法制备膜。将混合物溶解在适量的溶剂中并搅拌均匀，得到均质的膜前浆料。然后，将膜前浆料均匀涂覆在特定的玻璃板上，并在恒定的温度下进行干燥，最后得到所需的膜。
2.3性能测试
使用扫描电子显微镜（SEM）对膜的形貌进行观察；使用X射线衍射仪（XRD）对膜的结晶性能进行分析；通过热重分析仪（TGA）测试膜的热稳定性；使用拉伸测试机对膜的力学性能进行测试；通过气体渗透性测试仪对膜的渗透性进行测试。
3.结果与讨论
通过SEM观察发现，壳聚糖纳米纤维和蒙脱土均能够与EVOH形成良好的复合结构，增加了膜的界面粘结力和强度。XRD结果显示，蒙脱土的加入提高了膜的结晶度，而壳聚糖纳米纤维的加入则降低了膜的结晶度。TGA结果表明，壳聚糖纳米纤维和蒙脱土能够显著提高膜的热稳定性。拉伸测试结果显示，壳聚糖纳米纤维和蒙脱土对EVOH膜的力学性能具有显著的增强作用。气体渗透性测试结果显示，壳聚糖纳米纤维和蒙脱土能够减小膜的渗透性。
4.结论
本研究表明壳聚糖纳米纤维和蒙脱土能够有效提高EVOH膜的力学性能和热稳定性，同时减小了膜的渗透性。这为开发高性能膜材料提供了新的思路和方法。壳聚糖纳米纤维和蒙脱土的应用具有广阔的应用前景，有望在膜分离领域得到进一步的应用和推广。
参考文献：
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