醋酸纤维素/壳聚糖复合膜制备与性能优化

为拓展醋酸纤维素(CA)在可降解包装材料中的应用,采用溶液共混法制备了醋酸纤维素(CA)和壳聚糖(CS)复合膜,研究了CS含量对CA/CS二元复合膜性能的影响。通过观察并分析复合膜的形貌、断面结构、化学键发现,CS能够充分结合膜内外的孔隙结构,两者之间强烈的相互作用增强了复合膜的各项性能。性能测试结果表明,当CS含量为10%时,复合膜的力学性能达到最大,断裂伸长率及抗拉强度分别增加12.37%和38.62 MPa,降解损失率提高了50.14%。同时,抑制了大肠杆菌及金黄色葡萄球菌的生长,抗菌率最高能够达到73.9%和54.6%。因此,CS在提高CA膜的力学性能和降解性能的同时,还赋予了复合膜优异的抗菌性。     

纤维素/壳聚糖可生物降解膜的制备及力学性能

将纤维素粉加入壳聚糖的乙酸溶液中制成生物降解膜。研究了影响共混薄膜力学性能的因素。结果表明，在共混体系中加入一定量的羧甲基壳聚糖作为增容剂有助于提高薄膜的强度；在乙酸质量分数为2％、壳聚糖质量分数为4％、纤维素与壳聚糖的质量比为1：1，羧甲基壳聚糖与壳聚糖质量比为1：15，共混搅拌20min的条件下，制得的共混膜拉伸强度达到88MPa。     

纳米纤维素/壳聚糖/明胶复合膜的制备及其性能研究

以明胶（Gel）、壳聚糖（CS）、纳米纤维素（NCC）为原料,采用溶液共混法制备了不同NCC和CS质量比的纳米纤维素/壳聚糖/明胶复合膜。采用紫外-可见分光光度计、扫描电镜（SEM）、红外光谱仪（FT-IR）、X射线衍射仪（XRD）、热分析仪（TGA）和质构仪对所制备复合膜的透光性能、显微结构、化学结构、晶体结构、热学性能和力学性能进行了分析。结果表明：纳米纤维素、壳聚糖、明胶之间形成相互作用较强的网络结构。复合膜表面光滑,分散均匀,具有良好的相容性。随着纳米纤维素含量的增加,复合膜透光率呈下降的趋势。与壳聚糖膜相比,复合膜的热稳定性显著提高。当纳米纤维素与壳聚糖质量比为7：1时,复合膜拉伸强度最高可达到33 MPa,断裂伸长率可达到14.9%,吸水率最大值可达到341%。     

纤维素/壳聚糖复合膜的制备及结构表征

通过氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑离子液体([HeMIM]Cl)溶解微晶纤维素,并与壳聚糖的醋酸溶液混合的方法制备了质量比为2∶1的再生微晶纤维素/壳聚糖复合膜。利用红外光谱、X射线衍射、热重分析、扫描电镜和数码相机照片对复合材料的结构进行表征。IR结果表明再生微晶纤维素与壳聚糖分子之间存在着强烈的氢键作用,且二者相容性较好;XRD、TGA结果表明复合材料中纤维素和壳聚糖有较强的相互作用;SEM结果表明复合材料表面粗糙,比表面积较大,可以作为潜在的生物医用材料。     

壳聚糖/甘油复合膜的吸湿性及力学性能研究

采用溶液复合、真空干燥成膜的方法制备了壳聚糖/甘油复合膜,使用百万分之一天平研究了复合膜的吸湿率与甘油含量间的关系,借助万能力学实验机研究了吸湿时间对复合膜力学性能的影响。研究发现,随着复合膜中甘油含量增加,复合膜的拉伸强度降低的速率变化不大,但吸湿速率增加明显。     

乙酰化淀粉/壳聚糖复合膜的制备及性能研究

首先对马铃薯淀粉进行乙酰化处理,然后采用共混法制备出乙酰化淀粉/壳聚糖复合膜,并分别考察了乙酸酐用量、壳聚糖用量、交联剂(乙二醛)用量、增塑剂(甘油)用量和反应温度等对复合膜性能的影响。研究结果表明:乙酰化淀粉可降低淀粉的结晶度,壳聚糖可改善复合膜的力学性能,甘油可改善复合膜的可塑性,乙二醛及PVA(聚乙烯醇)可提高复合膜的力学强度;当m(乙酸酐)=0.15 g、m(壳聚糖)=1.5 g、m(乙二醛)=0.3 g、V(甘油)=3 mL、V(PVA)=8 mL和反应温度为60℃时,复合膜的综合性能相对最好,其拉伸强度(8.55 MPa)相对最大。     

聚乳酸/乙基纤维素生物降解膜的制备及其性能

将聚乳酸(PLA)和乙基纤维素(EC)的三氯甲烷溶液采用溶液浇铸法成功制备了聚乳酸/乙基纤维素复合膜.用红外光谱(FTIR)表征了复合膜结构,并测试了其力学性能和共混物降解性能.FTIR测试结果显示:复合膜中存在强烈的氢键相互作用.力学测试结果表明:烯基琥珀酸酐(ASA)对该复合膜具有良好的增塑效果.当膜中PLA质量分数w(PLA)≤37%时,PLA对复合膜起增强作用.随着EC含量的增加,共混物的亲水性增加,PLA/EC的降解速度增加.     

PHBV/PVA复合膜的制备及其性能研究

采用静电纺方法制备聚羟基丁酸/戊酸酯共聚物(PHBV)纤维膜材料,通过调节纺丝液中无水乙醇的含量制备出形态均匀的PHBV静电纺纤维膜。用浇铸法将聚乙烯醇(PVA)涂敷在PHBV静电纺纤维膜上,制备PHBV/PVA复合膜,通过调节PVA的浓度及涂覆量,研究复合膜配比对其力学性能及过滤性能的影响。结果表明,当PVA浓度为8%,PHBV/PVA体积比为2/3时,得到最佳性能的PHBV/PVA复合膜,水通量达到996 L/(m2.h),截留率为86%。     

壳聚糖/聚乳酸复合膜的制备及其吸附性能

为了减小水处理废弃膜对环境的危害,以静电纺聚乳酸(PLA)纤维膜为基底层,采用浸涂的方式将壳聚糖(CS)涂覆层与PLA基底层复合形成了CS/PLA复合膜。采用SEM、XRD对其进行了表征。考察了CS与PLA体积比对膜性能的影响。结果发现,当CS和PLA体积比为7∶5时,CS涂覆层表面致密且平整,其厚度为7μm,CS/PLA复合膜的拉伸强度为2.55 MPa,断裂伸长率为24.96%,纯水通量为115.32 L/(m²·h),对酸性染料的渗透通量为99.43 L/(m²·h),吸附率达96%;对牛血清蛋白和卵清蛋白的吸附率分别为86%和84%;对Cu²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺的平衡吸附量分别为165.00、248.54和307.83 mg/g。     

聚γ谷氨酸-壳聚糖-TiO_2复合膜的制备及性质研究

以聚γ谷氨酸-壳聚糖(PGA-CS)作为成膜基质,通过添加纳米TiO_2改善复合膜的性能。考察复合膜的粒径、水分含量、可溶性物质含量、透光率、水蒸气透过率、机械强度和吸湿等温线等,确定TiO_2的最佳添加量。研究发现,复合膜的粒径介于135 nm到155 nm之间;当PGA∶CS∶CS-TiO_2为60∶10∶3时,复合膜的性能最佳,具有较低的水蒸气透过率和较高的机械性能,透光率为(56.10±2.04)%、可溶性物质含量为(52.62±0.56)%;在环境相对湿度较低时(70%),PGA∶CS∶CS-TiO_2为60∶10∶3的复合膜的水分含量较低。     

壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的制备

纳滤膜在水处理过程中的应用越来越受到关注。本试验通过在不同条件下制备壳聚糖/聚砜复合纳滤膜,研究了膜厚度,膜干燥温度,凝固浴浓度、温度和凝固时间,交联剂浓度、温度和交联时间,热处理温度和时间等因素对膜性能的影响。试验表明制备工艺条件对膜性能影响很大,主要体现在温度、浓度和反应时间方面。最后通过试验,获得了壳聚糖/聚砜复合纳滤膜的最佳制备条件。     

Preparation and Characterization of Hybrid Quaternized Chitosan/Acrylic Resin Emulsions and their Films

An acrylic resin emulsion containing a quaternary ammonium salt (hybrid q‐chitosan/acrylic resin emulsion) was prepared by emulsion polymerization using an acrylic monomer with and without DAAM. DAAM was used to incorporate a functional keto group into the acrylic resin emulsion. Furthermore, a hybrid chitosan/acrylic resin emulsion was prepared for comparison. The elution of q‐chitosan in water from the acrylic resin film with a keto group was less than that from the acrylic resin emulsion without a keto group. In addition, the mechanical properties of the hybrid q‐chitosan/acrylic resin film could be modified by q‐chitosan that was crosslinked between acrylic resin particles. Furthermore, hybrid q‐chitosan/acrylic resin films had adsorption ability for formaldehyde, and the antimicrobial properties of these films were superior to those of the hybrid chitosan/acrylic resin film.

     

Plasma-Assisted Preparation of High-Performance Chitosan Nanofibers/Gauze Composite Bandages

In this work, novel composite bandages were prepared by electrospinning chitosan nanofibers on 100% cotton substrate fabric. In the composite bandages, chitosan nanofiber web serves as a primary wound dressing whereas cotton substrate as a backing material. Cotton substrate was given plasma pretreatment and composite bandages were given plasma posttreatment to improve the durability of composite bandages and adhesion between nanofiber and cotton substrate layers. The adhesion of the nanofibers to the substrates was assessed by qualitative and quantitative techniques. Plasma pretreatment of the substrate with 100% helium and 99% helium/1% oxygen plasmas showed up to four times increase in force required to peel off the nanofiber layer. Even more increase in adhesion was obtained when composite bandages were given plasma pretreatment to substrate as well as posttreatment to composite bandages. Storage modulus, glass transition temperature, and crystallinity of untreated He and He/O₂-plasma treated chitosan nanofiber web were studied to observe the effect of plasma treatment on the chitosan nanofibers using dynamic mechanical analysis, differential scanning calorimetry, and wide angle X-ray diffraction, respectively. To understand the mechanism of improved adhesion, surface elemental analysis of plasma treated chitosan nanofibers and cotton substrate was carried out using X-ray photoelectron spectroscopy.     

壳聚糖/聚丙烯酸共聚物微球的制备及性能

以环己烷为油相,壳聚糖溶液为水相,运用反相乳液聚合法制得了具有pH敏感性的壳聚糖/聚丙烯酸共聚物微球。讨论了微球在pH=1～10缓冲溶液中的溶胀率变化,研究表明,微球在强酸性(pH≈1)和碱性(pH>7)条件下,溶胀率均在10倍以上;而在pH=2～6时溶胀较差,当pH=4时出现最低值,溶胀率低于1倍。光学显微镜所观察到的微球粒径均在40μm以内,且大小均匀。采用傅里叶红外光谱仪分析了不同配比样品特征峰的峰值和峰面积的变化。用722光栅分光光度计研究了共聚物微球包埋考马斯亮蓝的溶胀释放过程。     

淀粉微晶/聚乙烯醇复合薄膜的制备与性能

在制备淀粉微晶的基础上,将淀粉微晶与聚乙烯醇共混制备复合材料薄膜,讨论了原料配比、混合温度、混合时间和转速等因素对复合薄膜性能的影响。正交实验的结果表明:当聚乙烯醇与淀粉微晶的质量配比为1∶4,混合温度为90℃,混合30min时制得的复合薄膜的性能最好。     

甲基纤维素／聚酰胺可生物降解膜的制备及其性能

以丙三醇为增塑剂，将甲基纤维素、聚酰胺与烷基烯酮二聚体反应后制备出甲基纤维素／聚酰胺复合膜。力学性能测试表明，聚酰胺、烷基烯酮二聚体能够明显改善纤维素复合膜的力学性能，尤其是湿态拉伸强度。生物降解性能测试显示，金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均可在复合膜上生长，该膜具有一定的生物降解性，但是聚酰胺的添加使复合膜的生物降解性能下降。     

壳聚糖复合生物材料研究进展

综述了壳聚糖复合生物材料的研究现状。壳聚糖是自然界中产量仅次于纤维素的第二大多糖，有优异的生物学性能，在生物医用材料和医学研究领域有着广泛的应用前景，对复合材料进行了概述，对壳聚糖复合生物材料的研究发展前景予以展望。