纖維素納米晶的柔性光子晶體復合膜制備及性能分析

仲珍珍，孟靈靈，黃新民，嚴忠杰，丁世杰，李維浩

(鹽城工學院 紡織服裝學院，江蘇 鹽城 224051)

0 引 言

隨著環境污染及能源緊缺問題的加重，人們越來越重視可再生資源的開發與研究。纖維素[1-2]是一種植物纖維，是用作紡織品、建筑材料、服裝服飾、造紙工業等的可再生資源。RANBY等首次發現采用酸水解能夠制備可再生、生物可降解的纖維素納米晶體(CNC)[3]；DONG等發現纖維素納米晶懸浮液可以形成穩定的膽甾型液晶也稱為手性向列型液晶，再干燥后可展現虹彩效果[4]。利用虹彩效果[5]的CNC晶體膜[6]可用于光學防偽、光電材料等領域[7-8]制作新型環保高分子材料[9-10]，來源綠色[11]可再生且價格低廉。但由于硫酸水解[12]制備的CNC不夠穩定且晶須尺寸不均勻，CNC懸浮液蒸發誘導自組裝制備的純CNC薄膜中的大量羥基組成復雜的內部剛性氫鍵結構，導致薄膜韌性很差，彎曲易碎。其次CNC耐水性差，易溶解，易失色。所以對CNC薄膜進行改性，提高其柔韌度及耐水性[13]等，對拓展薄膜的應用領域有極其重要的作用。

為了調控CNC薄膜的顏色[14]，CHEN等采用真空抽濾法在12 h之內制備了CNC 晶體膜，但需使用超聲波對CNC懸浮液進行預處理才可以制備薄膜[15]，且超聲時間[16]、懸浮液質量[17]、真空度等會影響CNC 虹彩薄膜最后呈現的色彩。針對CNC晶體膜脆性以及耐水差的問題，一些學者通過加入聚合物[18-19]如聚乙烯醇、聚硅氧烷、聚幾內酯、聚環氧乙烷等作為增塑劑[20]制備性能優異的復合膜。制備CNC與聚合物的復合方式包括澆鑄成膜、層層沉積法、雙螺桿擠出法、溶膠凝膠法、電紡絲法等，其中澆筑成膜[21]是制備復合膜最簡單有效的方式。……