魔芋葡甘聚糖復(fù)合材料的制備研究.pdf

1、在石油、煤炭等化石資源日益減少和非降解合成高分子給人類生態(tài)環(huán)境造成的污染日益嚴(yán)重的今天，大力研究和開發(fā)以天然高分子為主體的新型高分子材料勢在必行。在我國南方山區(qū)，魔芋是一種大量種植產(chǎn)量巨大價格便宜的農(nóng)產(chǎn)品，魔芋精粉的主要成分是魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan，簡稱為KGM)，KGM具有和纖維素類似的結(jié)構(gòu)，但卻具有纖維素所不具備的水溶解性，而且KGM分子中含有豐富的羥基及少量的乙酰基團(tuán)，使其便于通過各種工藝進(jìn)行改性。

2、 本論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 1.通過過二硫酸銨(APS)引發(fā)將4-乙烯基吡啶(4-VP)接枝到KGM上，得到了接枝率和接枝效率均比較高的接枝共聚物。通常認(rèn)為，在水相中過二硫酸銨做引發(fā)劑引發(fā)乙烯基單體接枝到可溶性多糖不能達(dá)到較高的接枝率，然而，通過添加適量的乙醇做為有效的分散劑，4-VP被均勻分散在水相中，避免了相聚集，從而實現(xiàn)了較高的接枝率和接枝效率。當(dāng)[KGM]=1.00g/L，[APS]=1.00×10-2mol

3、/L，[4-VP]=9.32×10-2mol/L，[H+]=5.00x10-2 mol/L，溫度為35℃，時間為120min時，接枝率(G％)和接枝效率(E％)分別達(dá)到了307.27％和52.75％。通過熱重分析和紅外光譜分析得到了接枝證據(jù)。由熱重分析可知，接枝共聚產(chǎn)物比純KGM自身穩(wěn)定性要好。初步的吸附實驗表明該接枝共聚物可以用作有效的重金屬離子吸附劑。 2.通過流延法成功制得了性能良好且可以生物降解的木質(zhì)素/魔芋葡甘聚糖復(fù)合

4、膜。通過全衰減反射紅外光譜(FIR)、X．衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、熱分析(TG，DSC)和力學(xué)測試等方法研究了共混膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。結(jié)果表明：KGM與木質(zhì)素的共混在整個組成范圍內(nèi)是相容的；紅外光譜分析表明在KGM與木質(zhì)素間存在強(qiáng)烈的氫鍵作用；DSC研究表明，隨木質(zhì)素含量的增加，共混膜的結(jié)晶熔融溫度降低，進(jìn)一步地證明了KGM與木質(zhì)素間有好的相容性；熱重分析表明，共混膜的熱穩(wěn)定性隨木質(zhì)素含量的增加而增加；拉伸強(qiáng)度(σb)和斷

5、裂伸長率(εb)均先隨木質(zhì)素含量的增加而增加，達(dá)到一定極值后隨之減低，木質(zhì)素的含量為5％時，拉伸強(qiáng)度(σb)達(dá)到最大值70.13Mpa，斷裂伸長率(εb)的最大值60.46％。當(dāng)木質(zhì)素的含量大于5％時，拉伸強(qiáng)度(σb)和斷裂伸長率(εb)均隨木質(zhì)素含量的增加而降低，這可能是因為木質(zhì)素形成了自己的微區(qū)物理交聯(lián)作用，從而阻礙了有效的物理交聯(lián)作用，致使共混膜的力學(xué)性能減低。實驗結(jié)果表明適當(dāng)含量的木質(zhì)素能同時有效地提高KGM材料的強(qiáng)度和韌性。

6、 3.流延法制備了三種不同增塑劑(甘油、山梨醇、檸檬酸)增塑的魔芋葡甘聚糖膜，通過X-衍射、DSC和力學(xué)性能測試，研究了三種增塑劑對魔芋葡甘聚糖膜增塑性能的影響。研究表明：隨著增塑劑的加入，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)隨之降低；在相同增塑劑含量時，玻璃化溫度降低程度：檸檬酸>山梨醇>甘油，即檸檬酸的增塑性能>山梨醇的增塑性能>甘油的增塑性能。在分別添力125％的甘油、山梨醇、檸檬酸后，膜的斷裂伸長率(εb)分別比純魔：芋葡甘聚糖膜增大了