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羧甲基壳聚糖纤维素共混膜的制备及性能研究
随着环保意识的不断提升和可再生能源的不断发展，生物质材料被越来越广泛地应用于包装、纸张、纤维等领域，取代了传统的塑料材料。羧甲基壳聚糖（CMCS）是一种天然来源的生物高分子材料，具有极好的生物相容性和生物降解性，因此在包装领域应用广泛。然而，CMCS的力学性能较差，在湿润条件下易溶解和膨胀，限制了其应用范围。为了克服这一问题，本文将介绍一种制备CMCS与纤维素共混膜的方法，探究其性能表现。
一、实验原料及设备
实验原料：羧甲基壳聚糖（CMCS）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、氢氧化钠（NaOH）、纳米纤维素素浆液、甲醇、乙醇。实验设备：离心机、分光光度计、扫描电镜、电子天平、发泡仪、压片机、万能材料试验机。
二、实验步骤
1.制备CMCS/HPMC共混溶液
在100mL去离子水中按1：1的质量比配制CMCS/HPMC混合液，并在200rpm条件下不断搅拌2h，直到二者充分溶解。
2.制备CMCS/纤维素共混膜
在CMCS/HPMC混合液中添加纳米纤维素素浆液，搅拌30min后加入甲醇和乙醇混合溶液，使CMCS/纤维素混合液均匀分散。将混合液倒入发泡仪中，对其通入氮气使溶液中的挥发物蒸发，获得均匀的薄膜。然后在50℃的烘箱中干燥2h，得到CMCS/纤维素共混膜。
3.性能测试
使用分光光度计测试共混膜的透明度；使用扫描电镜观察膜表面的结构；使用万能材料试验机测定膜的拉伸强度和断裂伸长率；使用电子天平测试膜的水分吸收率。
三、结果分析
1.共混膜的透明度
结果表明，添加纤维素使共混膜的透明度略有下降，但整体仍保持在较高水平。
2.膜表面形貌
观察到纤维素的添加可以在膜表面形成更粗糙的结构，表明纤维素能够增加共混膜的表面粗糙度。
3.拉伸性能
添加纤维素能够增加共混膜的拉伸强度和断裂伸长率，在一定程度上改善了CMCS的机械性能。
4.水分吸收率
添加纤维素降低了共混膜的水分吸收率，说明纤维素能够降低CMCS的亲水性，从而降低膜的水分吸收性。
综上，本文成功制备了CMCS/纤维素共混膜，并探究了其物理性能。结果表明，纤维素的添加可以增加共混膜的表面粗糙度、提高拉伸强度和断裂伸长率，并降低其水分吸收率，进一步拓宽了CMCS的应用范围，具有较好的应用前景。