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纤维素(CE)作为自然界含量最丰富的可再生天然高分子聚合物,具有良好的生物可降解性和生物相容性,研究CE薄膜对缓解日益严峻的资源问题和环境问题有重大的意义。然而,CE分子结构中含有大量的氢键,这些氢键使得其很难溶解于普通溶剂或进行熔融加工,在一定程度限制了CE的广泛应用。常温离子液体(IL)对CE具有很好的溶解能力,通过IL可以制备出再生的CE薄膜,但所制备的薄膜脆性较大且强度较低。为此,本文以离子液体氯化1-烯丙基-3-甲基咪唑(AMImCl)为CE溶剂,利用柔性聚丁二酸丁二醇酯(PBS)增韧CE薄膜,并在韧性提高的基础上,添加少量的刚性碳纳米管和石墨烯实现对CE复合薄膜的综合性能的增强。 本文通过在PBS/IL的分散液中溶解CE制备了CE-PBS复合薄膜,并研究了PBS对再生CE薄膜性能的影响。结果表明,PBS是以共混的形式存在于CE基体中的,它们之间没有化学键作用,PBS的含量显著影响其颗粒的大小和分散状态。低含量下PBS微颗粒均匀分散在CE基体中,降低了纤维素分子间氢键密度,有利于纤维素分子链滑移,增强复合材料韧性。PBS含量仅为1wt％时,复合薄膜的拉伸强度和断裂伸长率分由纯CE的42.4MPa和6.07％提高到55MPa和25.6％,分别提高了29.7％和322％。通过超声方法实现多壁碳纳米管(MWCNTs)在IL中的均匀分散,进而制备出均匀分散的MWCNTs/CE-PBS复合薄膜。结果表明,MWCNTs/CE-PBS复合薄膜的力学性能和导电能力均随着MWCNTs含量的增加而提高。当MWCNTs含量为4wt％时,复合薄膜的拉伸强度和杨氏模量分别为73.5MPa和2.72GPa,较CE-PBS-1分别提高了33.6％和87.5％,较纯CE薄膜分别提高了73.3％和68.9％;复合薄膜的电导率为1.3×10-5S/m,较纯CE薄膜(2.5×10-14 S/m)提高了9个数量级。通过将氧化石墨(GO)分散在去离子水中,与IL混合后采用减压蒸馏法去除水分,得到均匀分散的GO/IL溶液,然后通过热还原得到均匀分散的还原氧化石墨烯(RGO)/CE-PBS复合薄膜。低含量的RGO可以显著提高复合材料的热稳定性和力学性能。当RGO含量为1wt％时,RGO/CE-PBS复合薄膜的拉伸强度和模量分别为122MPa和6.77GPa,较CE-PBS-1的分别提高了122％和366％,较纯CE的分别提高了188％和320％。