殼聚糖-明膠復合膜的制備及性能研究.pdf

1、殼聚糖是甲殼素經(jīng)脫乙酰作用制得的一種天然高分子多糖,具有良好的成膜性及可生物降解性,廣泛應用于食品、醫(yī)藥、化工等方面。明膠是從動物皮、骨等富含膠原蛋白的結(jié)蹄組織中經(jīng)提純降解后的一類高分子多肽混合物,營養(yǎng)成分豐富,來源廣泛,成膜性能優(yōu)良。本文選取明膠和殼聚糖作為主要成膜基質(zhì),添加甘油作為增塑劑,采用溶液共混法制得殼聚糖/明膠復合膜。先以拉伸強度和斷裂伸長率為指標進行單因素實驗,后以拉伸強度為指標,利用響應面法優(yōu)化制膜配方;測定不同明膠含量

2、復合膜的透光率、水溶性及溶脹比等宏觀性能,利用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射分析(XRD)及掃描電鏡(SEM)對復合膜進行微觀表征;并利用熱重分析(TG)對復合膜的熱穩(wěn)定性及熱動力學進行系統(tǒng)研究;將復合膜應用于方便面調(diào)料包,測定復合膜的水溶性、阻氧性及水蒸氣透過率等性質(zhì),具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下:
　　(1)殼聚糖/明膠復合膜制備工藝優(yōu)化。設(shè)定了甘油添加量、殼聚糖分子量、明膠凝凍強度及明膠含量4個影響因素,以拉伸強度和

3、斷裂伸長率為考查指標進行單因素實驗;然后在單因素研究基礎(chǔ)上,選取殼聚糖分子量、明膠凝凍強度及明膠含量3個因素,以拉伸強度為響應值,采用響應面法對殼聚糖/明膠復合膜的制備工藝進行了優(yōu)化研究。結(jié)果得出殼聚糖/明膠復合膜的最佳工藝參數(shù):殼聚糖分子量4.0×105、明膠凝凍強度200 Bloom、明膠含量15％,按此工藝制備的殼聚糖/明膠復合膜的拉伸強度為(35.76±0.97)MPa。
　　(2)殼聚糖/明膠復合膜的性能測試和結(jié)構(gòu)表征。

4、對不同明膠含量的復合膜其透光率、水溶性及溶脹率等性能進行了測定,結(jié)果顯示,隨著明膠含量的增加,復合膜的透光率增強,水溶性及溶脹比增大;同時,采用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射分析儀(XRD)和掃描電鏡儀(SEM)對復合膜進行表征,結(jié)果表明,明膠和殼聚糖之間存在強的氫鍵作用,復合膜的結(jié)晶度隨明膠含量的升高而降低,當明膠比例為15%時,電鏡掃描觀察結(jié)果表明復合膜的相容性良好。
　　(3)殼聚糖/明膠復合膜的熱降解研究。利

5、用熱重分析法(TG)對復合膜的熱穩(wěn)定性及熱動力學進行了系統(tǒng)研究,結(jié)果可知:不同升溫速率條件下,殼聚糖/明膠復合膜在氮氣中的熱降解為兩步反應;復合膜的降解溫度隨升溫速率的升高而增加,差熱分析曲線上的峰高 Rp隨升溫速率的增加而升高;降解率 Cp及 Cf均不受升溫速率B的影響;復合膜熱降解反應中的活化能E和頻率因子A隨反應程度的增加而改變,分三個過程,呈現(xiàn)先升高再降低的趨勢。
　　(4)殼聚糖/明膠復合膜的應用研究。當復合膜中明膠比例