聚乙烯亚胺调控纤维素纳米纤维复合膜制备及性能

摘要

以纤维素纳米纤维为基体,聚乙烯醇、木质素为增塑剂,戊二醛为交联剂,并引入聚乙烯亚胺(PEI),采用蒸发诱导自组装法制备了具有水和pH响应形状记忆性能的复合膜。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪表征膜的结构,通过水响应形状记忆回复性能测试、湿度为70%的空气、盐酸及氨水刺激形变测试研究膜的水和pH响应性能;采用万能试验机测试表征复合膜在吸水前后的拉伸性能的变化情况。结果表明,PEI用量可调节复合膜的化学交联和氢键网络结构。添加PEI能有效提高膜的水响应性能和力学性能。当PEI质量分数为2.5%时复合膜在水中可于3 s内完全回复初始形状。吸水后未添加PEI的复合膜湿强度约为吸水前膜强度的1/60,当添加PEI后,复合膜湿强度减小至吸水前膜强度的1/15~1/10。复合膜具有pH响应特性。在湿空气和碱性湿气体中,PEI质量分数为10%时,膜的响应形变角度最大。在酸性湿气体中,无PEI的复合膜的响应形变角度最大。相同PEI用量的复合膜的形变角度在碱性湿气体中最大,湿空气中次之,酸性湿气体中最小。