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

来源：复合材料学报杂志2022年第7期北京时间：

作者：赵肖娟, 李海文, 权爽, 李思仪,

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,