纳米二氧化硅改性聚乳酸复合膜的制备与表征

余江泳， 厉亚纳

(太原工业学院化学与化工系，山西 太原 030008)

引 言

随着社会的发展和进步，包装材料在人类社会生产生活和物料流体中扮演着重要角色。当前，石塑包装材料凭借成本、便利等一系列优势被广泛应用；然而，石塑包装材料存在难以降解等一系列缺点，对于环境和生态平衡造成了巨大压力[1-2]。此外，采用纸质包装材料虽然在一定程度上可以有效缓解对于石塑包装材料的依赖，但是纸质包装材料存在光泽及其他缺陷，难以满足市场的需求。因此，开发研究可降解包装材料减少石油基塑料的流通使用已经达成广泛的共识[3-4]。

相比石塑和纸质包装材料，聚乳酸具有优异的生物相容性、透气性和透氧性等优点[5-6]。同时，作为生物可降解材料在自然环境下半年内可完全降解生成CO2和水，并且原料来源广泛，可从玉米、土豆等农作物和秸秆、废草等农作残留物中提取获得，是一种真正的环境友好型材料；然而，纯PLA材料存在熔点低、机械强度及亲水性能差等缺点，限制了其推广应用前景[7]。为了提高聚乳酸的物化性能，助剂改性被视为理想的策略。

研究表明，在材料中加入少量的纳米粒子能有效提升复合材料的综合性能。此外，纳米SiO2具有良好的光学性、稳定性以及亲水性，纳米SiO2粒子被视为理想的改性材料[8-9]。然而，纳米SiO2粒子表面含有大量羟基，表面自由能极高，合成过程中容易缩合发生团聚，不利于纳米粒子在材料中的分散；因而，改性过程中有效抑制纳米SiO2表面自由能，能使其在基体中更好的分散。……