膠原蛋白-羧甲基纖維素共混膜性能的研究.pdf

1、制革廢棄物的大部分是皮邊角余料，其中膠原蛋白占80％以上，膠原蛋白不僅是豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸營(yíng)養(yǎng)源，同時(shí)是優(yōu)良的功能性生物高分子材料，其特有的生物學(xué)特性在醫(yī)藥、食品、造紙、功能性保健品、化妝品、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用前景，因此，回收利用皮邊角余料中的膠原蛋白資源具有重要意義。 本論文基于我國(guó)制革廢棄物的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及膠原蛋白的性能優(yōu)勢(shì)與缺點(diǎn)，在減輕制革污染的同時(shí)，變廢為寶，以高值轉(zhuǎn)化為目的，對(duì)從皮革廢棄物中提取膠原蛋白

2、進(jìn)行深入研究，圍繞膠原蛋白的應(yīng)用特性和與羧甲基纖維素共混制備的膜材料進(jìn)行了研究。充分利用IR、SEM、X-RD、DSC等觀察測(cè)試手段，通過(guò)大量正交試驗(yàn)及單因素試驗(yàn)，對(duì)膠原蛋白與羧甲基纖維素質(zhì)量配比、成膜溫度、成膜pH值、儲(chǔ)存時(shí)間、添加劑用量等進(jìn)行了廣泛的研究；并對(duì)共混膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)和熱性能進(jìn)行了一定程度的分析。 MgO酶法水解相結(jié)合的方法處理廢革屑提取膠原蛋白的質(zhì)量較好，最佳的提取工藝為：水解溫度60℃；液比為1∶15

3、；時(shí)間為8h；MgO用量為7％；胰酶用量為0.2％。另外，水洗可以大幅度降低鉻革屑的灰分含量。經(jīng)過(guò)水洗后，水解產(chǎn)物的灰分和鉻含量都有所下降，且產(chǎn)物的色澤也有很大的改觀。 膠原蛋白是一種十分典型的兩性聚電解質(zhì)，其黏度的變化隨pH值的變化比較復(fù)雜；同時(shí)，膠原蛋白溶液的黏度還受到環(huán)境的溫度、溶液的質(zhì)量百分含量以及膠原蛋白溶液的儲(chǔ)存時(shí)間影響。 膠原蛋白和羧甲基纖維素能成功制備共混膜。確定了流涎法制備共混膜的最佳工藝條件。羧甲

4、基纖維素與膠原蛋白質(zhì)量比、成膜溫度、甘油質(zhì)量百分含量及pH值等對(duì)成膜性能均有較大的影響。最佳制備條件為：羧甲基纖維素與膠原蛋白質(zhì)量比為1∶2；成膜溫度為50℃；甘油質(zhì)量百分含量為2.5％；pH值為5.0。 膠原蛋白的兩性電解質(zhì)性質(zhì)，使得它與陰離子羧甲基纖維素共混后，兩者之間形成強(qiáng)烈的靜電作用，加之氫鍵、范德華力等貫穿網(wǎng)絡(luò)的相互作用，會(huì)形成一種性能穩(wěn)定的聚合電解質(zhì)絡(luò)合物的，能顯著提高膜的力學(xué)性能。 少量的甘油對(duì)膜可以起

5、到增塑的作用，能改善膜的韌性，提高膜的力學(xué)性能；添加少量的戊二醛可以很好的改善共混膜的物理性能。此外，用甘油水溶液處理共混膜也能改善膜的物理性能，而且增大了膜的孔徑，改善了膜的透水汽性能。 通過(guò)掃描電子顯微鏡的觀察發(fā)現(xiàn)：采用流涎法制備的膠原蛋白膜具有均質(zhì)和較為致密的結(jié)構(gòu)，甘油水溶液處理過(guò)的共混膜形成了致密的多孔層。 利用紅外光譜儀、廣角X-射線(xiàn)衍射儀以及差式掃描量熱儀對(duì)共混膜進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：羧甲基纖維素與膠原蛋白在共混