酶促纖維素納米纖維可增強電紡聚乳酸-聚氧化乙烯膜的工藝-結構-性能關系

DOI:10.1016/j.polymertesting.2019.106182

使用三種不同的溶劑混合物制備基于聚乳酸（PLA）、聚環氧乙烷（PEO）和酶促纖維素納米纖維（CNF）的靜電紡絲膜。從形態、光譜、力學和流變學角度對材料進行了表征。此外，還進行了溶脹試驗，以評估每個樣品的吸水率。

結果表明，溶劑的選擇影響膜的結構和性能。在測試的方案中，發現使用氯仿/丙酮/乙醇混合物可實現CNF的高度分散和聚合物溶液的良好電紡性。這些特性使膜相對于PLA / PEO膜具有顯著改善的機械性能（硬度提高了350％，拉伸強度提高了350％，韌性提高了500％），并極大地提高了這些材料的吸水率（120分鐘內達到350%）。

圖1.過程示意圖。

圖2.酶促CNF的TEM顯微照片（A）；基于100次測量的納米原纖維直徑分布以及平均值和標準偏差。

圖3.制備樣品的復數粘度曲線。

圖4.在不同條件下獲得的結構的測量視圖（比例尺為80μm）。

圖5.A0、B0、C0、A1、B1和C1的SEM顯微照片，比例尺為30μm。

圖6.電紡纖維的直徑尺寸分布，插圖：樣品的平均直徑。

圖7.在1000-1250cm^-1范圍內記錄的CNF、C0和C1的顯微拉曼光譜。

圖8.所研究材料的代表性應力-應變曲線（A），各曲線的低應變區（B）。

圖9.通過方法A、B和C獲得的復合膜降低的力學性能。提供降低的彈性模量（Er）、降低的拉伸強度（TSr）、降低的斷裂伸長率（EBr）、降低的韌性（Tr）作為測量的納米復合材料此類性能的平均值與相應基質的平均值之間的比率。

圖10.膨脹試驗。