纖維素-殼聚糖抗菌膜的制備與表征.pdf

1、隨著以石油為代表的不可再生資源的急劇消耗，采用天然高分子材料替代石油化工產(chǎn)品制備功能化膜材料引起了廣大膜科學工作者的高度重視。其中，纖維素和殼聚糖因其優(yōu)異的性能而倍受青睞。將纖維素與殼聚糖結合制備的膜材料在水處理、食品包裝、生物醫(yī)藥等領域有著廣闊的應用前景。最常見的纖維素-殼聚糖基膜材料是纖維素/殼聚糖復合膜，但目前纖維素/殼聚糖復合膜的制備仍存在相容性差、力學性能差或抗菌性能不顯著等問題。論文采用不同的離子液體溶解纖維素和殼聚糖，篩選

2、出對纖維素和殼聚糖均具有良好溶解性能的離子液體，制備了相容性好、性能優(yōu)越的纖維素/殼聚糖復合膜。論文還對纖維素進行氧化，通過氧化纖維素與殼聚糖之間的反應制備殼聚糖接枝氧化纖維素膜，開辟了纖維素-殼聚糖基膜材料制備的新途徑。
　　首先，論文研究了1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽(BmimCl)、1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽(AmimCl)和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽(EmimAc)三種離子液體對纖維素的溶解性能。結果表明，纖維素在Emi

3、mAc中的溶解性能優(yōu)于AmimCl和BmimCl，纖維素在離子液體中的溶解度隨著溶解溫度的升高和溶解時間的延長而逐漸增大，再生纖維素的聚合度隨著溶解溫度的升高和溶解時間的延長不斷下降。溶解溫度90°C、溶解時間45min時，纖維素在EmimA中的溶解度達到8.3%，再生纖維素聚合度為375，結晶度為50.2%。
　　其次，論文研究了1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽/1-氫-3-甲基咪唑氯鹽(BmimCl/HmimCl)、1-烯丙基-3-

4、甲基咪唑氯鹽/1-氫-3-甲基咪唑氯鹽(AmimCl/HmimCl)和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸鹽(EmimAc)三個離子液體體系對殼聚糖的溶解性能。研究發(fā)現(xiàn)，殼聚糖在EmimAc中的溶解性能明顯優(yōu)于BmimCl/HmimCl和AmimCl/HmimCl，殼聚糖在離子液體中的溶解度隨著溫度的升高和時間的延長而逐漸增大。溶解溫度90°C、溶解時間60min時，殼聚糖在EmimAc離子液體中的溶解度達到8.3%，而在 BmimCl/Hmim

5、Cl和AmimCl/HmimCl中分別僅為0.5%和1%。；6%殼聚糖/EmimAc溶液的表觀黏度小于1%殼聚糖/BmimCl/HmimCl和1%殼聚糖/AmimCl/HmimCl溶液。
　　然后，論文選用EmimAc同時溶解纖維素和殼聚糖，制備纖維素/殼聚糖復合膜，并對其性能和結構進行測試和表征。研究發(fā)現(xiàn)，纖維素/殼聚糖復合膜中殼聚糖含量越大，復合膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌性能越好，但是力學性能隨之變差。復合膜的FTIR

6、和XRD分析結果表明復合膜的兩組分間具有很好的相容性，纖維素和殼聚糖分子間能夠形成氫鍵作用，這種分子間的相互作用使得復合膜具有比纖維素膜和殼聚糖膜更好的熱穩(wěn)定性能。當復合膜中纖維素和殼聚糖的質量比為1/1時，復合膜的拉伸強度和斷裂伸長率分別為43.1MPa和6.0%，初始降解溫度和最大失重速率溫度分別為236.4°C和263.8°C。
　　最后，論文制備了殼聚糖接枝氧化纖維素膜，并對其性能與結構進行測試和表征。論文研究了反應條件對

7、殼聚糖接枝氧化纖維素反應產(chǎn)率和殼聚糖接枝氧化纖維素膜力學性能的影響。研究結果表明，較適宜的 SmimHSO4用量和反應時間分別為5%和2h，此時，殼聚糖接枝氧化纖維素膜中的氮含量和殼聚糖分別為0.69%和8.3%，其拉伸強度和斷裂伸長率分別為12.3MPa和12.3%，初始降解溫度和最大失重速率溫度分別為215.7°C和259.1°C；殼聚糖接枝氧化纖維素膜的紅外光譜在1643 cm-1出現(xiàn)的C=N的伸縮振動吸收峰及其X射線光電子能譜在