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第 11 期 姚 进，等: 油茶果壳中纳米纤维素的分离与成膜性能 ·1857·

由表 2 可知，纳米纤维素膜的力学性能随着膜 薄膜厚度增加，层状致密程度也逐步提升。由于本
厚度的增加先增强后降低。当膜厚度为 0.03 mm 文制备的油茶果壳纳米纤维素平均直径较小，相比
时，其拉伸强度和杨氏模量都达到最大值，与同等 较于 0.02 和 0.04 mm 的纤维素膜中存在较多的微
厚度的 PLA 和 PVA 薄膜相比，纳米纤维素薄膜具 小孔洞，0.03 mm 的纤维素膜在具有更加立体、密
有更好的拉伸强度。结合图 4 中油茶果壳纳米纤维 集的网状结构的同时，还具有良好的膜表面平整性
素薄膜的断裂面形貌进行观察，发现纳米纤维素在 和均一性，因而在力学性能测试中表现出更好的物
薄膜中呈现有序层状排列，内部结构紧密，且随着 理性能。

a—0.02 mm；b—0.03 mm；c—0.04 mm

图 4 不同厚度的油茶果壳纳米纤维素薄膜的断裂面微观形态
Fig. 4 SEM micrographs of fractures surface of CNC films with different thickness

2.6 纳米纤维素膜的光学性能分析 如图 5a 所示，在 400~800 nm 波段处，纳米纤
0.03 mm 厚度的油茶果壳纳米纤维素膜、PLA 维素薄膜表现出较高的透光性，透光率超过 60%，
和 PVA 薄膜的紫外-可见光透过率曲线及纳米纤维 尤其在 600~800 nm 波段处，透光率为 76%~81%，
素膜的实物照片见图 5。 已超过目前商品塑料包装薄膜中的纯 PLA 薄膜
（73%），但低于 PVA 薄膜（91%）。结合图 5b 可以
直观看出，纳米纤维素膜的透明度较高，可以清楚
的看到背景图案和文字。这与膜的透明度与进入膜
内部的光线发生的光吸收、光反射和光折射有关 [18] 。
本实验制得的油茶果壳纳米纤维素直径分布为
6~10 nm，而可见光的波长范围为 380~780 nm。当
纳米纤维素的直径远小于可见光波长时，可见光通
过纳米纤维素薄膜必然会引起光的散射和折射减
少，光透射更多，从而具有良好的透明度 [19-20] 。

3 结论

采用亚硫酸盐蒸煮预处理和硫酸热水解相结合
的方式从油茶果壳中提取出长径比大于 50 的纳米
纤维素，再通过压滤的方式制得纳米纤维素透明薄
膜，并比较了同等厚度下的纳米纤维素膜、PVA 和
PLA 膜的光学性能和力学性能。实验结果表明，油
茶果壳纳米纤维素的结晶度和热分解温度分别为

68%和 230 ℃；厚度为 0.03 mm 油茶果壳纳米纤维
图 5 油茶果壳纳米纤维素膜、PLA 膜和 PVA 膜的紫
素膜的拉伸强度和杨氏模量分别为 75.6 和 5200
外-可见光透过率（a）及油茶果壳纳米纤维素膜的
MPa，在 600~800 nm 波段处，透光率为 76%~81%，
数码图片（b）
Fig. 5 Demonstration of the derived nanocellulose as a 具有良好的力学性能和光学性能，可应用于食品薄
building block for the transparent nanopaper, (a) 膜包装材料，从而为中国发展绿色、循环、低碳新
transmittance curves of the nanopaper, PLA and PVA 型材料提供指导与参考。
film, (b) digital photo of the transparent nanopaper