壳聚糖纳米纤维_PMMA复合材料的制备及性能分析.docxVIP

壳聚糖纳米纤维/PMMA复合材料的制备及性能分析*陈楚楚，李大纲＊＊(南京林业大学材料科学与工程学院，江苏南京210037)摘要:利用壳聚糖(Chitosan)纳米纤维对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)进行增强改性，通过浸渍法制备Chitosan/PMMA复合薄膜材料，并利用傅里叶红外光谱(FTIＲ)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、热性能分析仪(DMA、TMA)、紫外分光光度计等对其性能进行表征。结果表明，浓碱处理甲壳素能够获得壳聚糖;薄膜的断面呈现明显的层状结构;Chitosan/PMMA复合材料的透光率比纯纤维膜提高了约11%;在PMMA中添加壳聚糖纳米纤维能够显著降低树脂的热膨胀系数(CTE)，在20～100℃的范围内，添加60%壳聚糖纳米纤维的复合材料的CTE为33.85×10－6K－1，接近于纯PMMA树脂CTE的1/6;Chitosan/PMMA复合样品的储能模量达到了6GPa，较纯PMMA增加了2倍。关键词:壳聚糖纳米纤维;聚甲基丙烯酸甲酯;复合材料;增强改性DOI:10.3969/j.issn.1005－5770.2013.12.006中图分类号:TQ325.7文献标识码:A文章编号:1005－5770(2013)12－0021－04PreparationandPropertyStudyonChitosanNanofiber/PMMACompositesCHENChu-chu，LIDa-gang(CollegeofMaterialsScience，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China)Abstract:Chitosannanofibersreinforcedpolymethylmethacrylate(PMMA)compositeswerepreparedbyimmersionmethodinwhichthePMMAwasmodifiedbychitosan．ThepropertiesoftheChitosan/PMMAsampleswereinvestigatedthroughFouriertransforminfraredspectroscopy，field-emissionelectronmicroscope(FE-SEM)，thermalperformanceanalyzer，andultravioletspectrophotometer．TheresultsdemonstratedthatchitosancouldbeobtainedthroughNaOHtreatment，thefracturesurfaceofthefilmswerehighlyuniformwithfinelayerstructure．Comparedwithpurechitosannanofiberfilm，thelighttransmissionoftheobtainedcompositewasincreasedby11%．Furthermore，theadditionofchitosannanofibersignificantlyimprovedtheCTEoftheneatPMMAresinto33.85×10－6K－1at20～100℃withthefibercontentof60%，whichwasaboutasthe1/6thanthatoftheneatresin．ThestoragemodulusofChitosan/PMMAwasupto6GPa，astwicemuchastheneatPMMA．Keywords:ChitosanNanofibers;Polymethylmethacrylate;Composites;Ｒeinforcement此，作者也做了大量的前期研究工作［4］。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)俗称有机玻璃，是一种无毒环保、性能较为优异的高透明材料［1］。但是PMMA在耐热性、机械性等方面的缺陷严重限制了其应用范围和使用效果，因此，找到一种能改善PMMA上述性能缺陷的可行的方法成为了目前研究的重点［2］。近年来，随着纳米材料科学的快速发展，采用纳米技术来改性传统的有机高分子材料成为了当前热点［3］。其中，用高强度纳米纤维来增强PMMA制备复合材料被认为是其中一种较为有效的途径，对(Chitosan)壳聚糖作为一种无毒、无污染并可生物降解的环境友好型材料，在膜工业中展现出诱人的前景。由于我国的虾、蟹资源十分丰富，壳聚糖来源广泛，价廉易得，因此开发以壳聚糖纳米纤维为基体的复合材料，其发展和应用领域将十分广阔［5－8］。本文主要以壳聚糖为原材料，通过浸渍法制备Chi-tosan/PMMA复合材料，并对其微观形态、热稳定性、透光率等进行表征，从