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开发可生物降解的高分子材料以代替或减少合成塑料的使用,可有效缓解世界范围内的石油资源紧缺危机以及塑料废弃物造成的“白色污染”问题。壳聚糖(CS)基可生物降解膜是其中研究热点之一。但是,壳聚糖膜机械性能差、耐水性差等缺点极大地限制了它的实际应用。近年来,纳米技术的出现和飞速发展,为改善壳聚糖基材料的性能提供了新的思路和研究方向。本研究以笼形聚倍半硅氧烷(POSS)和氧化石墨烯(GO)为纳米填料,采用溶液共混流延法制备壳聚糖基复合膜,以改善壳聚糖基膜材料的机械性能和阻湿性能。第一,选取了水溶性的四甲基铵基笼形聚倍半硅氧烷(POSSA),比较了同种纳米粒子不同浓度对膜结构和性能的影响;第二,分别选取了三种R基为全烷基、含氨基和含羧基的三种疏水性POSS(分别为POSSB、POSSC和POSSD)为填料,比较了不同结构POSS对复合膜结构与性能的影响;第三,通过湿法球磨对马来酰胺酸异丁基笼形聚倍半硅氧烷(POSSD)进行预处理,以增强其分散性,比较不同分散性的POSSD对复合膜性能的影响;第四,将预处理过的POSSD和GO混合与壳聚糖复合成膜,探究两种纳米粒子的协同作用对复合膜的影响。对各复合膜的流变性能、微观形貌、表面接触角、溶胀度、溶解度、水蒸气等温吸附行为、水蒸气透过系数、结晶形貌、机械性能以及动态热机械行为等均进行了表征。主要获得如下结果:1.一定量POSSA的加入使得复合膜的水蒸气阻隔性和耐湿性均得到增强。尤其是当POSSA的质量分数为3%时,复合膜的水蒸气透过系数值、溶胀度、溶解度分别降低了15.9%、36.9%、28.0%,抗拉强度和杨氏模量分别增大了13.7%和21.4%。2.三种不同结构的POSS(POSSB、POSSC和POSSD)的加入均可提高复合膜的疏水性以及耐湿性,增强其水蒸气阻隔性以及机械性能,但改善程度与POSS的结构有关。在三种POSS中,含羧基的POSSD在膜中的分散性最好,对复合膜性能的改善效果也是最好。质量分数为5%时,含POSSD的复合膜相较于纯壳聚糖膜的水蒸气透过系数、溶胀度和溶解度分别降低了20.4%、30.4%、30.9%,拉伸强度和杨氏模量分别提高了9.6%、16.7%。3.用湿法球磨对POSSD进行预处理(POSSD-WBU)进一步增强了POSSD在壳聚糖中的分散性,因而对复合膜的机械性能、耐水性、阻隔性等性能有了进一步的提高。当加入质量分数为3%的POSSD-WBU时,复合膜的综合性能最好,其水蒸气透过系数、溶胀度和溶解度相较于纯壳聚糖膜分别下降20.4%、33.2%和33.7%,拉伸强度和杨氏模量分别上升了17.8%、45.7%4.将GO与POSSD-WBU同时加入壳聚糖中,可进一步改善复合膜的性能。GO的加入使复合膜的结晶度增加,并增强了POSSD在膜中的分散性。与单一添加相同含量GO或POSSD-WBU的复合膜相比,CS/GO/POSSD-WBU复合膜的水蒸气阻隔性、耐湿性和机械性能等均显著增强。相较于纯壳聚糖膜,当POSSD-WBU质量分数为3%时,复合膜的水蒸气透过系数、溶胀度和溶解度分别降低了28.8%、38.0%、36.6%,抗拉强度和杨氏模量达到最大值,分别增加了48.1%和42.2%。