殼聚糖食用包裝膜的制備及其相關(guān)結(jié)構(gòu)性能的研究.pdf

1、殼聚糖具有良好的成膜性，是一種潛在的生物質(zhì)環(huán)境友好包裝材料資源。本文以脫乙酰度85％和95%的殼聚糖為基材，添加山梨醇為增塑劑，用乙酸配制殼聚糖溶液。先對不同溶液的pH、電導(dǎo)率和流變學(xué)性質(zhì)進(jìn)行探討，在此基礎(chǔ)上，采用流涎法制成不同種類的殼聚糖膜，然后對殼聚糖膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，最后對不同種類的殼聚糖膜物理化學(xué)性質(zhì)、機(jī)械性能和熱力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行測試分析。其主要研究結(jié)果如下：
　　1．殼聚糖成膜溶液性質(zhì)的研究表明：（1）殼聚糖成膜溶液體系中，

2、殼聚糖對溶液的pH和電導(dǎo)率的影響很小，隨著山梨醇、乙酸濃度及反應(yīng)時間的變化，溶液的pH和電導(dǎo)率發(fā)生了一定的變化。從其變化規(guī)律判斷，在殼聚糖-山梨醇-乙酸共混溶液體系中，山梨醇、乙酸分子與殼聚糖分子間可能發(fā)生交聯(lián)作用，從而形成穩(wěn)定均勻粘稠的溶液。（2）不同種類的殼聚糖成膜溶液均表現(xiàn)出假塑性流體，加入山梨醇沒有改變?nèi)芤旱牧髯儗W(xué)性質(zhì)。隨著剪切速率的增加，表觀粘度先降低而后趨于平穩(wěn)，剪切應(yīng)力先增加而后趨于平穩(wěn)。脫乙酰度85%的殼聚糖溶液其表觀粘

3、度和剪切應(yīng)力大于對應(yīng)的脫乙酰度95%的殼聚糖溶液，對于兩種脫乙酰度的殼聚糖溶液，含有山梨醇溶液的表觀粘度和剪切應(yīng)力大于對應(yīng)的不含山梨醇的溶液。
　　2．殼聚糖粉末及殼聚糖成膜后的結(jié)構(gòu)分析表明：（1）殼聚糖膜表面和斷面經(jīng)掃描電鏡放大不同倍數(shù)后觀察其微觀結(jié)構(gòu)，均表現(xiàn)均勻、連續(xù)，說明山梨醇是很好的交聯(lián)劑，與兩種脫乙酰度的殼聚糖均有很好的相容性。（2）X-射線衍射分析顯示，與原殼聚糖粉末相比，不含山梨醇的殼聚糖膜結(jié)晶度增大而含有山梨醇的殼

4、聚糖膜結(jié)晶度降低。（3）紅外光譜的結(jié)果表明，與原粉末相比，除了特征吸收峰的強(qiáng)度變化之外，含與不含山梨醇的殼聚糖膜中沒有未知的化學(xué)鍵形成。（4）CP/MAS13C固體核磁的結(jié)果表明，殼聚糖成膜溶液體系中，首先是乙酸溶液使殼聚糖的化學(xué)鍵斷裂，出現(xiàn)一些碳正離子基團(tuán)，使山梨醇更好的嵌入到聚合物體系中，形成更多的氫鍵進(jìn)而形成均一、穩(wěn)定的殼聚糖膜。
　　3.山梨醇與2種脫乙酰度的殼聚糖分子交聯(lián)成膜的物理化學(xué)性質(zhì)、機(jī)械性能和熱力學(xué)性質(zhì)存在差異性

5、：（1）4種類型殼聚糖膜的厚度、水分含量（MC）、水溶性（WS）和水蒸氣滲透性（WVP）分析的結(jié)果表明：添加山梨醇顯著降低殼聚糖膜的水分含量（p<0.05）和水蒸氣滲透性（p<0.05），顯著提高殼聚糖膜的水溶性（p<0.05）。對于含與不含山梨醇的殼聚糖膜，脫乙酰度95%殼聚糖膜的水分含量和水蒸氣滲透性小于脫乙酰度85%的殼聚糖膜，水溶性比脫乙酰度85%的膜高。（2）靜態(tài)熱機(jī)械分析（TM A）結(jié)果表明，2種脫乙酰度的殼聚糖膜，與不含山

6、梨醇的殼聚糖膜相比，山梨醇使殼聚糖膜的應(yīng)力減小應(yīng)變增大。對于含與不含山梨醇的殼聚糖膜，脫乙酰度95%膜的應(yīng)變大于對應(yīng)的脫乙酰度85%的殼聚糖膜，而應(yīng)力小于脫乙酰度85%的殼聚糖膜。動態(tài)熱機(jī)械分析（DMA）結(jié)果表明，與不含山梨醇的殼聚糖膜相比，山梨醇降低兩種脫乙酰度殼聚糖膜的儲能模量和損耗模量，說明山梨醇使殼聚糖膜的斷裂伸長率增大，而拉伸強(qiáng)度降低。另外，含與不含山梨醇的殼聚糖膜，脫乙酰度95%膜的儲能模量和損耗模量大于脫乙酰度85%的膜。

7、損耗因子（Tan Delta）曲線分析，山梨醇使殼聚糖膜的β、α相變溫度增加，導(dǎo)致殼聚糖膜的硬度降低而彈性增加，且含與不含山梨醇的脫乙酰度95%膜相變溫度高于脫乙酰度85%的膜。（3）熱重分析(TGA)結(jié)果表明，兩種脫乙酰度的殼聚糖，與殼聚糖粉末相比，殼聚糖成膜后其熱穩(wěn)定性得到一定的提高。與不含山梨醇的膜相比，含有山梨醇的殼聚糖膜熱穩(wěn)定性較低。對于含與不含山梨醇的殼聚糖膜，脫乙酰度95%膜的熱穩(wěn)定性高于脫乙酰度85%的膜。差示掃描量熱分