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本文以纳米玉米淀粉(CNS)为成膜基质,甘油为增塑剂,采用流延成膜法制备纳米玉米淀粉基膜,研究了纳米玉米淀粉基膜的制备工艺,在单因素的基础上采用方差分析(ANOVA)和响应面法(RSM)优化制备工艺条件;采用硫酸水解法,以漂白硫酸盐阔叶木浆、漂白硫酸盐针叶木浆和棉浆为原料水解制备不同原料的纤维素纳米晶(CNC),并将其作为纳米玉米淀粉基膜的增强剂,分别研究不同原料的CNC对纳米玉米淀粉基复合膜的物理性质、机械强度和阻隔性能的影响;将CNC与柠檬酸发生酯化反应,再与壳聚糖发生酰胺化反应得到包含有酯基和酰胺基团的改性CNC(MCNC),研究MCNC对纳米玉米淀粉基复合膜机械强度、阻隔性能和抗菌活性的影响;采用透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外分析(FTIR)和X-射线光电子能谱分析(XPS)等对CNC、MCNC和纳米玉米淀粉基膜的表面形态、微观结构、晶体结构、化学组成、热稳定性和疏水性进行表征分析。研究结果表明,纳米玉米淀粉基膜制备的最优工艺条件:纳米玉米淀粉浓度为13.0%、甘油用量为13.0%和糊化温度为67℃C,该膜的抗拉强度为10.9MPa,断裂伸长率为9.8%;XRD分析表明该膜的晶型为A和V-型混合型晶体;DSC表明纳米玉米淀粉基膜的热稳定性比纳米玉米淀粉高。采用硫酸水解法制备针叶木浆-CNC、阔叶木浆-CNC和棉浆-CNC种类的得率分别为40.2%、42.5%和50.4%;三种CNC对纳米玉米淀粉基复合膜的机械和阻隔性能都有显著的增强作用。阔叶木-CNC用量为4.0%时,CNS/CNC复合膜的抗拉强度为16.3MPa,断裂伸长率为6.8%,吸水率为19.4%,水蒸气透过率(WVP)为3.48×10-10g/(m·s·Pa);针叶木-CNC用量为6.0%时,CNS/CNC复合膜的抗拉强度为12.2MPa,断裂伸长率为5.2%,吸水率为 16.1%,WVP 为 3.20×10-10g/(m·s·Pa);棉浆-CNC 用量为 8.0%时,CNS/CNC复合膜的抗拉强度16.5MPa,断裂伸长率为3.0%,吸水率为13.6%,WVP为2.61×10-10g/(m·s·Pa)。其中CNS/CNC复合膜的抗拉强度相对于纳米玉米淀粉基膜分别增加了 334.0%、226.0%和342.0%,WVP相对于纳米玉米淀粉基膜分别降低了 28.0%、39.0%和41.0%,阔叶木浆-CNC和棉浆-CNC对纳米玉米淀粉基复合膜的机械强度和阻隔性能提高更为显著;XRD和DSC分析表明,CNC增加了纳米玉米淀粉基复合膜的晶体度,且提高了复合膜的热稳定性。FTIR和XPS分析表明,CNC采用两步法,被柠檬酸和壳聚糖成功改性。改性CNC提高了纳米玉米淀粉基复合膜的性能,当MCNC用量8.0%时,CNS/MCNC复合膜的溶解度为49.7%,透光率为41.2%,抗拉强度为11.3MPa,断裂伸长率为5.6%,吸水率为23.8%,WVP为0.56×10-10g/(m·s·Pa)和水接触角为60.0°,相对于纳米玉米淀粉基膜其抗拉强度提高了 200.0%,WVP降低了 87.0%,水接触角提高了 26.0%;抗菌活性试验表明,CNS/MCNC复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有较好的抑菌效果,其中对金黄色葡萄球菌抑菌效果更显著。