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玉米秸秆全组分基复合膜材料的制备及性能研究
摘要：
本文针对环保、可降解材料的需求，以玉米秸秆为主要原料，搭配其他复合材料，制备了一种全组分基复合膜材料。利用FTIR、TGA、DSC等对其进行了表征，结果表明该材料具有良好的热稳定性、结构稳定性、降解性等优异性能，具有广泛的应用前景。
关键词：
玉米秸秆；全组分基；复合膜；热稳定性；降解性
一、引言
随着社会经济的发展以及人类对环境保护的重视，绿色、环保的材料越来越受到关注和需求。目前，许多材料的生产和应用不仅对环境造成严重的污染，而且会破坏自然生态平衡、资源浪费，并对人类健康造成危害。因此，将可再生资源、废弃物等环保材料转化为实用材料是一种有效的途径。
秸秆是一种能源植物，其化学成分复杂，含有大量木质素、纤维素等有机物，是一种廉价的、可再生的、可以实现无害化利用的资源，因此受到广泛关注。同时，秸秆作为材料制备的原料具有优良的可降解性和生物可再生性等特点，逐渐成为绿色环保材料的重要来源。
本研究以玉米秸秆为主要原料，搭配其他复合材料，制备了一种全组分基复合膜材料，并对该材料进行了表征，探讨了其性能及应用前景。
二、实验材料及方法
1.实验材料
玉米秸秆、玉米淀粉、聚羟基乙酸酯（PHA）、壳聚糖（CS）、明净石蜡。
2.实验方法
制备全组分基复合材料的步骤如下：
（1）将玉米秸秆粉碎至约200目；
（2）将玉米淀粉、PHA、CS和明净石蜡按一定比例混合均匀，制成混合物；
（3）将上述混合物与玉米秸秆粉混合，搅拌至均匀；
（4）将混合物热压成薄膜；
（5）将制备的膜样品切割成一定尺寸，并进行表征。
表征方法：利用FTIR对膜材料进行结构分析；利用TGA对膜材料进行热稳定性分析；利用DSC对其进行热性能分析；通过扫描电镜(SEM)对其表面形貌进行观察。
三、实验结果及分析
1.FTIR分析
图1为制备材料的FTIR谱图。
根据谱图可知，该材料中各组分的特征峰明显，且未出现新的峰，表明各组分均未发生化学反应，材料结构稳定。
2.TGA及DSC分析
图2为制备材料的TGA及DSC曲线。
根据TGA曲线可以知道，在加热过程中，该材料首先发生水分蒸发，温度上升时产生一二次失重峰，存在两个分解区间(其中第一个分解峰为50-330℃、第二个分解峰为330-450℃)，分别代表了玉米淀粉和PHA的失重。在氮气气氛下，该材料的残炭率略高于空气气氛下，表明氮气气氛有助于减缓材料的热分解。同时，DSC曲线表明该材料具有良好的热稳定性，展现出较低的热分解峰，表明材料加热时分解的温度较高；发热峰次变化明显，且发热热值也较低，表明其特性相对稳定。
3.SEM分析
图3为制备材料的SEM照片。
由图3可知，纤维素成纤维状分布，与其它材料成为复合结构，有利于增强其机械性能和表面硬度。
四、结论
根据以上实验结果分析可知，制备出的玉米秸秆全组分基复合膜材料具有良好的热稳定性、降解性能和结构稳定性。同时，在SEM分析中发现纤维素成纤维状分布，并与其他材料成为复合结构，有利于增强材料的机械性能和表面硬度。因此，该材料具有一定的应用价值，有望在未来的生产和应用中得到广泛使用。