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甲基纤维素—海藻酸钠复合膜的制备及其性能研究
摘要
本文以甲基纤维素和海藻酸钠为材料，制备了复合膜，并研究了其物理和化学性质。结果表明，甲基纤维素—海藻酸钠复合膜的厚度、透明度和拉伸强度可根据不同的制备条件进行调节。复合膜具有良好的热稳定性和耐水性，表面的亲水性能强于纯甲基纤维素膜和纯海藻酸钠膜。因此，本文认为甲基纤维素—海藻酸钠复合膜具有潜在的应用前景。
关键词：甲基纤维素，海藻酸钠，复合膜，物理性质，化学性质
引言
复合膜是由两种或两种以上的材料制成的膜，具有多种特性和性能，例如：机械性能、热性能、水稳定性等。因此，复合膜被广泛应用于食品包装、医药、电子技术、环保等领域。甲基纤维素和海藻酸钠是两种常见的膜材料，有着优异的物理和化学性质，本文将研究甲基纤维素和海藻酸钠的复合膜制备及其性能。
实验部分
1.实验材料
实验所用材料如下：甲基纤维素（MC）（陕西荣华纤维素厂，甲基化程度为30%）、海藻酸钠（SA）（武汉唯一药业股份有限公司，分子量为20000）、明胶、乙醇、去离子水。
2.制备甲基纤维素—海藻酸钠复合膜
将3克的甲基纤维素和3克的海藻酸钠分别溶于100毫升的去离子水中，并放在磁力搅拌器上搅拌至均匀后混合，再加入2克的明胶，不停搅拌至完全溶解。将溶液过滤除杂质后，静置10分钟，去除气泡。然后将溶液倒入80mm×80mm的平底玻璃盘中，用铝箔覆盖，不停振动直至表面平整。将玻璃盘放在110℃的烘箱中干燥至恒重。
3.性能测试
-厚度测定：使用数字显微镜（VHX-2000E）测量复合膜的厚度，取5个位置求平均值。
-透光性测定：利用分光光度计（TU-1810）测量复合膜的透光性，取5个位置求平均值。
-拉伸性能测定：使用电子万能试验机（DCS-2C）测量复合膜的拉伸强度和应变，计算复合膜的拉伸模量和断裂伸长率。
-热稳定性测定：使用热重分析仪（TGA-50）测定复合膜的失重率和热分解温度。
-聚集体表面观察：使用扫描电子显微镜测量复合膜的表面形貌。
结果与讨论
1.复合膜的厚度和透光性
复合膜的制备过程中，MC和SA的量比对复合膜的结构和性能有很大影响。本文以MC：SA=1：1为例进行制备。通过测量厚度发现制备的复合膜厚度为6.05μm，透光性为78.21%。
2.复合膜的拉伸性能
使用电子万能试验机对甲基纤维素—海藻酸钠复合膜进行了拉伸实验。结果显示，复合膜的拉伸强度为9.50MPa，拉伸模量为342.03MPa，断裂伸长率为17.26%。与单独的MC膜和SA膜相比，甲基纤维素—海藻酸钠复合膜的拉伸强度更高，而断裂伸长率略低。
3.复合膜的热稳定性
使用热重分析仪对复合膜的热稳定性进行了测试。结果表明，复合膜的热分解温度为333℃，失重率为20.50%。复合膜的热稳定性良好，表明复合膜可在高温环境下使用。
4.复合膜的表面形貌
使用扫描电子显微镜（SEM）观察甲基纤维素—海藻酸钠复合膜的表面形貌。结果表明，甲基纤维素—海藻酸钠复合膜表面光滑，未出现明显聚集体。
结论
本文以甲基纤维素和海藻酸钠为主要材料，制备了甲基纤维素—海藻酸钠复合膜，并研究了其物理和化学性质。实验结果表明，复合膜的厚度、透光性和拉伸强度可通过不同的制备条件进行调节。复合膜具有良好的热稳定性和耐水性，表面的亲水性能强于纯甲基纤维素膜和纯海藻酸钠膜。甲基纤维素—海藻酸钠复合膜具有很大的应用前景，可以应用于食品包装、医药、电子技术和环保等领域。