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壳聚糖/羟丙基甲基纤维素包装薄膜及其改性研究

吴俊红

   本文制备了一种国内尚未有进展的可再生且降解的包装材料—壳聚糖/羟丙基甲基纤维素(HPMC)共混复合膜,并对壳聚糖/ HPMC共混复合膜的性能进行研究。课题采用溶液共混的方法制备壳聚糖/ HPMC包装薄膜,确定了最佳配方和工艺条件;研究了丙三醇、聚乙二醇、戊二醛对壳聚糖/HPMC包装薄膜力学性能、光学性能、吸水性和透氧性的影响;以及SiO_2对其包装薄膜的增韧和透氧调节作用。本课题研究结论如下: 通过红外光谱、X射线衍射、原子力显微镜、热重和热动态力学分析,研究了壳聚糖和HPMC的相容性。HPMC相对于壳聚糖的体积含量等于40%时,二者分子间氢键作用力最强;通过拉伸性能测试分析了HPMC对壳聚糖膜的影响,利用HPMC增韧壳聚糖包装薄膜,HPMC体积含量大于等于40%时起到增韧作用。最佳配方是: HPMC与壳聚糖的体积比为40:60,共混物溶液浓度为1%,用0.5%的乙酸溶液为溶剂;壳聚糖/ HPMC包装薄膜制备的最佳工艺条件:聚合物溶液搅拌时间为1±0.5h,搅拌温度为30±5℃,成膜温度为25~50℃。 用增塑剂丙三醇和聚乙二醇改善了壳聚糖/ HPMC包装薄膜的力学和光学性能,使其综合性能较佳。与未改性的包装薄膜相比,当丙三醇体积含量大约在0.02%~0.08%之间时薄膜的力学性能较好,拉伸强度变化不大,约60MPa,断裂伸长率提高了0.5倍,达到40%左右,体积含量大约为0.33%时光学性能较为良好;当聚乙二醇体积含量大约为0.83%时薄膜的力学性能较好,拉伸强度降低了0.7倍,降到23MPa左右,断裂伸长率提高了1.2倍,达到66%左右,体积含量大约为0.5%时光学性能较为良好。从两种增塑剂对薄膜力学性能的影响可以看出:丙三醇的增塑效果较聚乙二醇要好。 戊二醛交联壳聚糖/ HPMC共混复合膜的红外光谱表明戊二醛与共混复合膜发生了强烈的交联反应,生成了[C=N]新键,改善了壳聚糖/ HPMC包装薄膜的力学性能。随着戊二醛的加入,交联程度越来越高,所制备包装薄膜的拉伸强度越来越大,断裂伸长率越来越小,当戊二醛溶液的体积分数大约在1.33%~1.67%之间时,包装薄膜的综合力学性能较佳。戊二醛交联后包装薄膜耐水性提高,呈现黄色,透光率减小。 在包装薄膜的成膜液中添加适量的正硅酸乙酯制得SiO_2无机纳米颗粒,可以适当调节共混复合膜的透氧性,从而扩大了这种包装薄膜材料在包装方面的应用。……   
[关键词]:壳聚糖;羟丙基甲基纤维素;共混复合膜;增塑剂;戊二醛;二氧化硅
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江理工大学2010年