CSCMC/PLA复合膜的制备与性能

2.2.4　CSCMC/PLA复合膜的制备与性能

2.2.4.1　CSCMC/PLA复合膜形貌SEM分析

为确定复合材料中CSCMC在基体中的分散性，以PLA－10复合材料为例，其扫描电镜断面形貌观察如图2.16所示。可见，CSCMC较均匀地分散于PLA膜中，二者结合良好，没有发生明显的团聚。说明二氯甲烷作为一种极性有机溶剂，可以较好地分散CSCMC，同时也是PLA的优良溶剂。

图2.16　复合膜(PLA－10)的断面微观形貌

2.2.4.2　CSCMC/PLA复合膜XRD分析

图2.17是PLA膜及CSCMC/PLA复合膜的XRD谱图。可以看出，纯PLA膜未出现明显衍射峰，说明纯PLA膜没有晶体结构。当添加CSCMC质量分数为5%时，在2θ为18.91°出现了明显的衍射峰。当CSCMC质量分数为10%时，衍射峰的位置没有改变，峰值增强。除在2θ为18.91°处出现衍射峰外，在21.94°处又出现一弥散峰，这说明复合膜中的PLA与CSCMC两组分间存在较强的相互作用，改变了原有组分的部分结晶结构。

图2.17　PLA膜和CSCMC/PLA复合膜的XRD谱图(www.xing528.com)

2.2.4.3　CSCMC/PLA复合膜TGA分析

图2.18是PLA膜及CSCMC/PLA复合膜的TGA图，图中纯的PLA膜的起始分解温度为295.62℃，当添加CSCMC的质量分数为5%时，分解温度为308.47℃，当CSCMC的质量分数为10%时，分解温度达到330℃，说明起始分解温度随着CSCMC添加量的增加而升高。纯的PLA膜的残渣量为6.92%，PLA－5的残渣量9.6%，PLA－10的残渣量为13.12%，说明添加CSCMC可明显提高复合材料在高温下的残渣量。TGA测试结果说明CSCMC的添加提高了PLA的热稳定性和热分解温度。

图2.18　PLA膜和CSCMC/PLA复合膜的TGA图

2.2.4.4　CSCMC/PLA复合膜力学性能分析

图2.19为PLA膜及CSCMC/PLA复合膜的拉伸性能测试结果。可以看出，随着CSCMC质量分数的增加，复合膜的拉伸强度、断裂伸长率逐渐增大，当CSCMC质量分数为10%时，复合膜的机械性能最好，拉伸强度达到65.8 MPa，比纯PLA膜提高了58.3%，断裂伸长率提高了31.1%。主要由于CSCMC是尺度较小的物质，且具有大的比表面积、表面能和活性，PLA与CSCMC之间可能形成了氢键。这使得CSCMC能够均匀地分散在PLA溶液中，并与PLA有良好的界面结合，使复合膜具有一定的强度和韧性，因而复合膜表现出良好的机械性能。但CSCMC的质量分数超过10%后，使CSCMC的分散均匀性降低，影响了PLA与CSCMC之间氢键的形成，导致拉伸强度降低。拉伸性能测试结果说明，CSCMC的添加提高了CSCMC/PLA复合膜的力学性能。

图2.19　PLA膜和CSCMC/PLA复合膜的抗张强度和断裂伸长率曲线