PVA/Na-CMC材料的制备及性能研究

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聚乙烯醇(PVA)是一种生物降解性无毒、耐化学腐蚀性的水溶性合成高分子。目前不但用作维纶的原料,同时也在组织支架,过滤材料,包装材料,药物释放等领域有着广泛的应用。尤其是在薄膜和纳米纤维领域的发展更是引起了人们的广泛关注。然而PVA薄膜和纳米纤维膜存在着拉伸强度不足,无环境敏感性等缺点,限制了PVA材料的应用。  本文利用羧甲基纤维素钠(Na-CMC)使PVA/Na-CMC纳米纤维膜、薄膜具有一定的环境敏感性即pH敏感性,同时利用纳米二氧化硅(nano-SiO2)使PVA/Na-CMC/nano-SiO2薄膜具有更好的拉伸强度,探讨了nano-SiO2增强薄膜的增强机理和羧甲基纤维素钠使共混膜具有pH敏感性的机理。主要研究内容和结论如下:  (1)通过静电纺丝法制备了具有pH敏感性的PVA/Na-CMC纳米纤维膜。分别通过 FTIR, XRD, DSC, SEM对其形貌和结晶性能进行了表征。研究发现, PVA/Na-CMC纳米纤维膜的再溶胀度随着 Na-CMC含量的增加而稳定增加,即PVA/Na-CMC纳米纤维膜的pH敏感性随着Na-CMC含量的增加而逐渐增强,并且纤维的形貌受Na-CMC含量的影响,当PVA:Na-CMC=8:2时,纤维直径均匀,连续性好。  (2)将Na-CMC与PVA共混,使PVA/Na-CMC薄膜具备pH敏感性,通过FTIR研究了PVA与Na-CMC分子间的相互作用。此外,分别研究了Na-CMC对PVA/Na-CMC薄膜热力学性能,结晶性能,亲水性,力学性能的影响。  (3)通过流延法制备了PVA/Na-CMC/nano-SiO2薄膜,随着nano-SiO2含量的增加,PVA/Na-CMC/nano-SiO2的拉伸强度也逐渐增加。当nano-SiO2含量为2.3wt%时,PVA/Na-CMC/nano-SiO2薄膜的拉伸强度从20.98 MPa增加至34.80 MPa,继续增加nano-SiO2的含量,拉伸强度反而下降。另外分别通过FTIR研究了PVA, Na-CMC,nano-SiO2分子间的相互作用,发现PVA,Na-CMC,nano-SiO2之间存在着氢键和Si-O-C的相互作用。通过DSC, XRD研究了PVA/Na-CMC/nano-SiO2共混薄膜的结晶性能。
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