殼聚糖食用包裝膜的制備及其相關結構性能的研究.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、電導率和流變學性質進行探討，在此基礎上，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構進行表征，最后對不同種類的殼聚糖膜物理化學性質、機械性能和熱力學性質進行測試分析。其主要研究結果如下：
　　1．殼聚糖成膜溶液性質的研究表明：（1）殼聚糖成膜溶液體系中，

2、殼聚糖對溶液的pH和電導率的影響很小，隨著山梨醇、乙酸濃度及反應時間的變化，溶液的pH和電導率發(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溶液的流變學性質。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、度和剪切應力大于對應的脫乙酰度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力大于對應的不含山梨醇的溶液。
　　2．殼聚糖粉末及殼聚糖成膜后的結構分析表明：（1）殼聚糖膜表面和斷面經掃描電鏡放大不同倍數(shù)后觀察其微觀結構，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晶度增大而含有山梨醇的殼

4、聚糖膜結晶度降低。（3）紅外光譜的結果表明，與原粉末相比，除了特征吸收峰的強度變化之外，含與不含山梨醇的殼聚糖膜中沒有未知的化學鍵形成。（4）CP/MAS13C固體核磁的結果表明，殼聚糖成膜溶液體系中，首先是乙酸溶液使殼聚糖的化學鍵斷裂，出現(xiàn)一些碳正離子基團，使山梨醇更好的嵌入到聚合物體系中，形成更多的氫鍵進而形成均一、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)成膜的物理化學性質、機械性能和熱力學性質存在差異性

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)熱機械分析（TM A）結果表明，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力減小應變增大。對于含與不含山梨醇的殼聚糖膜，脫乙酰度95%膜的應變大于對應的脫乙酰度85%的殼聚糖膜，而應力小于脫乙酰度85%的殼聚糖膜。動態(tài)熱機械分析（DMA）結果表明，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