蒙脱土-纤维素纳米晶组装体对聚乙烯醇薄膜力学性能的提升

摘要：

自然生物体由于多级有序的结构、复杂的有机/无机界面相互作用使其具有优异的力学性能,而合成材料仅通过组分和结构的模拟通常无法实现强度、韧性、断裂伸长率的同步提升.基于此,本文通过静电自组装结合溶剂蒸发获得了蒙脱土-纤维素纳米晶/聚乙烯醇(MMT-PCNC/PVA)层状结构复合膜,利用TEM跟踪组装体的形成过程,结合FTIR图谱结果显示复合膜中存在静电、氢键等多重弱相互作用.系统研究了组装体中MMT与聚乙烯亚胺(PEI)修饰的PCNC之间的质量比例对PVA膜力学性能的影响.结果表明,相较纯的PVA膜,不同MMT、PCNC质量比例的组装体对PVA膜的力学性能均有提升作用.其中二者质量比例为1:1、1:2时最为明显,1MMT-1PCNC/PVA复合膜的拉伸强度提升了196％;1MMT-2PCNC/PVA复合膜的断裂伸长率、韧性分别提升了175％和900％.这些均得益于复合膜内部的弱相互作用,给应力的传递提供了有效的途径,同时引起裂纹偏转,达到消耗能量的目的,使其在拉伸强度提高的同时韧性也得到提升.

关键词：自组装、层状结构、复合膜、协同增强、力学性能、聚乙烯醇

所属期刊栏目：39

分类号：TB383.2(工程材料学)

资助基金：大学生创新创业训练计划项目S202011736014

在线出版日期：2022-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3242-3250