羅布麻纖維素納米纖維增強殼聚糖基複合水凝膠的製備與表徵

2020-12-18 Espun

將納米材料添加到聚合物基質中是增強複合材料力學性能的一種可行的手段。在這項工作中，以殼聚糖為基質製備了由纖維素納米纖維（CNF）增強的殼聚糖基水凝膠。研究了CNFs（1vt％，1.5vt％和2vt％）在力學性能、溶脹性能、pH敏感性和抗菌性能等方面對其結構-性能關係的影響。

與普通增強顆粒不同，具有特殊纖維形狀和豐富氫鍵的CNFs可以與殼聚糖水凝膠形成相互連通的多孔結構，在壓縮作用下可以分散應力，並延緩永久受損。當添加1.5vt％CNFs時，抗壓強度提高了近20％，溶脹率達到140％。從羅布麻中提取的CNFs對複合水凝膠中大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌率產生了積極的影響。結果表明，CNFs在複合材料中顯示出增強的力學和抗菌性能，為合理選擇不同形狀和縱橫比的增強材料提供了新的前景。所製備的CNFs增強複合水凝膠在抗菌生物和食品包裝領域具有潛在的應用前景。

圖1.複合水凝膠形成的示意圖。

圖2.（a）-（d）複合水凝膠的橫截面SEM圖像和（e）-（h）複合水凝膠的孔徑分布圖。

圖3.複合水凝膠（C0F，C1F，C1.5F和C2F）的FTIR光譜。

圖4.（a）複合水凝膠（C0F，C1F，C1.5F和C2F）的應力-應變曲線，（b）不同CNFs含量的複合水凝膠（C0F，C1F，C1.5F和C2F）的最大應力和壓縮模量。

圖5.複合水凝膠在不同pH值的緩衝液中的溶脹率。

圖6.複合水凝膠對大腸桿菌（a）和金黃色葡萄球菌（b）的抗菌活性。

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