木质纤维素基复合膜的制备及其性能研究OA

本研究仿生天然植物细胞壁结构,以纤维素纳米纤维(CNF)、魔芋葡甘露聚糖(KGM)、磺化木质素(LA)为原料,通过乙酸蒸气质子化构建物理交联网络,以及通过环氧氯丙烷与氨蒸气构建化学交联网络,制备两类交联木质纤维素基复合膜。系统探究交联方式与组分配比对复合膜理化性能的影响,揭示3种组分在复合膜中的协同作用机制。结果表明,与天然植物细胞壁相似,复合膜内的CNF通过分子间氢键形成刚性三维骨架,KGM强化氢键协同作用提升膜韧性,LA可增韧膜并优化孔隙结构;与未添加LA相比,LA质量分数1%时,化学交联复合膜的断裂应变由5.01%提升至10.65%,1天润胀率低至(175.78±11.06)%且仅为物理交联复合膜的4.12%。此外,LA质量分数15%时,化学交联复合膜的中波紫外线(UVB)和长波紫外线(UVA)阻隔率达到峰值,分别为98.5%和87.8%。上述结果说明,LA不仅能够优化复合膜孔隙结构,显著增强其力学性能,还可赋予复合膜卓越的耐水性和紫外屏蔽性能。