??? 1 鑄膜液濃度對纖維素薄膜性能的影響
??? 為了獲得性能優良的纖維素包裝膜，確定最佳的鑄膜液濃度是至關重要的：鑄膜液濃度太低，則溶液中單位體積內高分子的含量過低，由此制得的纖維素膜強度較差，且溶劑的消耗太大，從經濟角度來看，也不太合算；而溶液濃度過高時，由于高聚物的粘度隨其濃度的增大而迅速上升，其結果必然是高聚物溶解性能變差及溶液的流動性能下降，從而導致制膜困難，膜的均勻性、力學性能會受到影響。
??? 從圖1中可以看出，纖維素濃度從3%增大到6%，膜的拉伸強度及斷裂伸長率無論是縱向還是橫向都有明顯的增大。這是由于隨著鑄膜液濃度的增大，單位體積內的纖維素分子數目增多，大分子之間的距離逐漸由疏松變為致密，纖維素分子的大量聚集，不僅增加了分子網絡的密度，而且還增加了相鄰微泡之間的纏繞，這就使得膜的抗拉強度及斷裂伸長都隨著濃度的增大而增大，而當濃度超過6％以后，從圖中可以看出，膜的抗拉強度及斷裂伸長率在6%纖維素濃度以后有了明顯的下降趨勢。這是由于濃度繼續增大，鑄膜液粘度就會迅速上升，流動性能變差，成膜性能變差。在鑄膜液濃度為6%時，纖維素膜的拉伸強度能達到40MPa，遠遠超過了PE保鮮膜10MPa的指標要求，因此纖維素薄膜在力學強度方面達到了包裝材料的要求。
??? 從圖1中可以看出，鑄膜液濃度從3%增大到6%，膜的透氧量則明顯減小；鑄膜液濃度大于6%后，纖維素膜的透氧量隨著濃度的增大不斷上升。這是由于隨著鑄膜液濃度的增大，單位體積內的纖維素分子數目增多，大分子之間的距離逐漸由疏松變為致密，纖維素分子的大量聚集，增加了分子網絡的密度，使得膜的透氧量隨著濃度的增大而減小；而當濃度超過6％以后，鑄膜液的成膜性能變差，膜的結構中出現了較多的孔隙，從而使透氧量增大。但是當纖維素濃度為6%時，膜的透氧量僅為300cm3/m2?24h?0.1MPa，阻隔性比較高。
???? 2 凝固浴濃度對纖維素膜力學性能的影響
???? 凝固過程是脫去膜內部溶劑的過程，溶劑和凝固劑在初生膜的交換過程中的交換速率決定了膜的一些性能。對于侵入沉淀法制膜，在凝固浴中加入溶劑不會改變鑄膜液的熱力學性質，但卻可以控制成膜過程中的傳質速率。凝固浴中溶劑的加入，降低了鑄膜液與凝固浴間擴散傳質交換的化學勢變化，從而降低了相互的擴散速率，這樣一方面降低了界面處的聚合物濃度，促進形成多孔的膜皮層；另一方面使溶液發生分相的時間延遲，傾向于形成厚而致密的結構。因此，選擇適宜的凝固浴濃度，可以調整溶劑/非溶劑間傳質速率和相分離速率之間的關系，制備出要求形態和結構的纖維素膜。本節所說的凝固浴濃度指的是凝固浴中溶劑（LiCl/DMAc）與沉淀劑（純水）形成的凝固浴中溶劑（LiCl/DMAc）所占的體積百分比，凝固浴溫度為20℃。
???? 凝固浴中含有LiCl/DMAc時，纖維素溶液與凝固浴的濃度差比純水作凝固浴時兩者的濃度差小，因此鑄膜液在LiCl/DMAc水溶液中凝固形成較慢。從圖2中可以看出，隨著LiCl/DMAc濃度的增加，膜的抗拉強度及斷裂伸長率都有少許增大，這可能是由于隨著凝固浴濃度的增大，溶劑與凝固劑的雙擴散速度變慢，纖維素分子之間有了較長的時間用來松弛和重排，濃度越高，纖維素分子之間可用于重排的時間就越長，分子之間結合就越緊密，所以力學性能也就會越好。但當凝固浴濃度超過了一個范圍（15%左右），雙擴散速率過于緩慢，對成膜造成了一定影響，所以膜的力學性能反而有所下降。
????? 從圖2中可以看出，隨著LiCl/DMAc在非溶劑純水中濃度的增加，纖維素膜的透氧量一直是呈升高的一種趨勢，這可能是因為隨著凝固浴濃度的升高，纖維膜表面傾向于形成多孔的膜皮層結構，因此凝固浴濃度越大，透氣性能也就越好。
??? 3 凝固浴溫度對纖維素膜力學性能的影響
??? 除了凝固浴濃度能夠影響溶劑和凝固劑的交換速率，溫度也是影響鑄膜液凝膠速率的重要因素，溫度對纖維素之間的重新結合起也著關鍵性的作用，因此，選擇適宜的凝固浴溫度，可以調整溶劑/非溶劑間傳質速率和相分離速率之間的關系，制備出滿足要求的形態和結構的纖維素膜。
???? 圖3反映了不同凝固浴溫度對纖維素膜力學性能影響情況。當凝固浴溫度為60℃時，溶劑與非溶劑間質量交換速率很快，鑄膜液發生瞬時分相而凝固成膜，很快就從玻璃板上脫離，這種條件下制備的纖維素膜不透明，具有典型的非對稱結構，而且由于傳質速率太快，聚合物分子鏈段變化來不及應答，纖維素分子間未形成氫鍵連接，所成膜機械強度差，有明顯缺陷；當凝固浴溫度為30~50℃時，溶劑與非溶劑間質量交換較快，所成膜為有致密皮層的非對稱結構；當凝膠浴溫度<30℃時，溶劑與非溶劑間質量交換速率較慢，發生延遲相分離時間延長，可以制得致密均質的纖維素膜，而且在凝膠過程中，由于有充分的時間讓纖維素分子間形成氫鍵聯接，所成膜力學強度高，完整性好。由圖3中可以看出，隨著凝固浴溫度的升高，膜的抗拉強度及斷裂伸長均有所下降。
從圖3透氧量的變化中可以看出，隨著凝固浴溫度的升高，薄膜的透氧量呈上升趨勢。一方面是因為凝固浴溫度升高時，分子運動加快，溶劑與凝固劑的雙擴散速度也加快；另一個方面凝固浴分子運動快，致使非溶劑水仍能夠迅速地通過固化的皮層與溶劑交換。最終薄膜中形成的微孔孔徑較大，故透氧量增大。
? 4 結論
??? 分析上面的各種影響因素，我們可以得到制作纖維素膜的較佳工藝條件，并且制得的纖維素膜在力學性能上符合包裝材料的性能參數指標，阻隔性比較高。這種新型薄膜可廣泛應用于食品、醫藥、服裝方面的包裝，是一種很有發展前景的綠色高分子材料。
