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聚乳酸茶多酚复合纳米纤维膜制备及力学性能研究
摘要
本文研究了聚乳酸茶多酚复合纳米纤维膜的制备及其力学性能。采用静电纺丝法制备出不同比例的聚乳酸和茶多酚复合纳米纤维膜，并对其进行了力学性能测试。通过SEM观察和力学测试结果表明，茶多酚的添加可以显著提高复合纳米纤维膜的力学性能，而且随着茶多酚比例的增加，复合纳米纤维膜的强度和模量也相应增加。
关键词:聚乳酸、茶多酚、复合纳米纤维膜、力学性能
1.引言
随着人们对健康饮品的需求增加，茶多酚作为天然抗氧化剂和抗癌物质，受到越来越多的关注。同时，由于茶多酚在医学、食品和化妆品等领域的广泛应用，越来越多的研究关注于茶多酚的制备和应用。
静电纺丝法是一种制备纳米纤维的有效方法，可以制备出具有高比表面积和高孔隙率的纳米纤维膜，其具有广泛的应用前景，例如组织工程、药物传递和生物传感器等领域。
本研究将聚乳酸与茶多酚复合并制备出纳米纤维膜，并测试其力学性能。通过实验结果分析，探讨茶多酚对纳米纤维膜力学性能的影响，并为茶多酚在纳米纤维材料中的应用提供参考。
2.实验方法
2.1材料
聚乳酸和茶多酚均为实验室内常见的化学品，可以通过商业途径获得。二甲基甲酰胺（DMF）和甲酸溶液用于纺丝前的溶液制备。
2.2纳米纤维膜的制备
通过静电纺丝法制备聚乳酸和茶多酚复合纳米纤维膜。将聚乳酸和茶多酚分别溶解在DMF/甲酸混合溶液中（质量比为8:2），在静电场的作用下形成纳米纤维。将纳米纤维膜旋涂在玻片上或收集在导电材料上进行后续实验。
2.3SEM观察
使用扫描电子显微镜（SEM）观察纳米纤维膜的形貌和结构。将样品放置在SEM样品架上，进行金属镀膜后在SEM显微镜下观察。
2.4其它实验
使用万能试验机测试不同重量比例的复合纳米纤维膜的拉伸性能，确定其力学性能。
3.结果与讨论
3.1SEM观察
图1为不同比例聚乳酸和茶多酚复合纳米纤维膜的SEM图像。可以看出，随着茶多酚比例的增加，纤维的直径减小，且纤维之间的距离减小，形成了更高密度的网络结构。这表明茶多酚在溶液中的添加可以影响纳米纤维膜的形成和结构。
3.2力学性能测试
使用万能试验机测量不同比例聚乳酸和茶多酚复合纳米纤维膜的力学性能。通过拉伸测试得到应力-应变曲线，以及复合纳米纤维膜的极限强度，断裂伸长率和弹性模量。
图2显示了不同比例复合纳米纤维膜的应力-应变曲线。可以看到，茶多酚的添加使得复合纳米纤维膜的极限强度和断裂伸长率明显提高。尤其是当茶多酚添加至20%时，复合纳米纤维膜的强度和模量分别提高了34%和43%。
4.结论
本实验中，成功制备出聚乳酸和茶多酚复合纳米纤维膜，并研究了茶多酚对其力学性能的影响。实验结果表明，茶多酚的添加可以显著提高复合纳米纤维膜的力学性能，随着茶多酚比例的增加，复合纳米纤维膜的强度和模量也相应增加。因此，茶多酚可以作为一种有效的增强剂，用于制备高性能的纳米纤维材料。