38120字硕士毕业论文壳聚糖基膜材料的制备、表征及结构表征

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：38120字

论点：壳聚糖,淀粉,抗菌

论文概述：

本课题以天然再生资源壳聚糖为成膜基质，针对可食膜和抗菌保鲜膜的不同应用领域，以有机高分子淀粉、纤维素及衍生物，无机物TiOz粒及溶胶为添加剂，制备有机-有机生物质复合材料和有机

论文正文：

介绍

1.1壳聚糖概述
1.1.1壳聚糖的基本性质和组成
壳聚糖是天然产物。甲壳质的乙酰基被部分或完全除去后得到壳聚糖。甲壳素用浓碱脱乙酰6-8小时，得到白色、半透明、略带珍珠光泽的壳聚糖。由于原料和制备方法的不同，壳聚糖的分子量在10万到几百万之间。壳聚糖不溶于水和碱性溶液毛巾，可溶于稀酸溶液。八角是目前自然界中唯一发现的碱性糖类天然聚合物。壳聚糖具有良好的生物相容性和生物降解性。降解产物一般对人体无毒副作用，不在体内积累，无免疫原性。因此，壳聚糖在生物医学领域具有非常广阔的前景。已开发和潜在应用的例子仅包括人类皮肤(伤口敷料)、手术缝合线和骨修复材料、抗凝血剂和人工透析膜、药物制剂和药物释放剂等。壳聚糖具有一定的抗菌活性，能抑制细菌和有毒细菌的生长。因此，它经常被添加到腌制食品中或用来保存新鲜的海鲜(油菜)和水果(翁之，称为猴桃)。壳聚糖具有良好的成膜性。在适当的溶剂中，壳聚糖分子可以交联成氢键，具有良好的成膜性能。壳聚糖溶液的粘度也使其易于成膜，但粘度过高，亲水性提高。壳聚糖膜的性质与壳聚糖的脱乙酰度、分子量和衍生化反应有关。脱乙酰度越低，膜的溶胀性能越高，拉伸强度越低。分子量越高，阻隔性能越好，薄膜的拉伸强度越高。壳聚糖分子的氨基和轻基衍生化后，壳聚糖膜的性能也发生了变化。壳聚糖在1991年被欧美学术界誉为继蛋白质、脂肪、糖、维生素和无机盐之后的第六大重要因素。据文献报道，壳聚糖对疾病的预防和保健作用包括:增强免疫功能；还原胆甾醇；降血压、降血糖、增强肝功能；扩张血管，改善腰酸背痛症状；治疗烧伤、损伤，加速伤口愈合；预防胃溃疡，吸收体内有害物质并将其排出体外。

1.1.2壳聚糖的抗菌活性
壳聚糖具有广谱抗菌活性，是天然有机聚合物抗菌剂。h前研究发现壳聚糖的浓度为0.1%？0.5%英寸，对常见细菌如金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有抑制作用。Felt 0等人发现壳聚糖的最小抑制浓度为0。浓度为0 . 0375%时仍对金黄色葡萄球菌有抑制作用。015%(毛毡0，2000)，明显低于其他相关研究结论(俞平，1999；杜宇民，2001；叶静，2004年)。王秀文等人研究了胶原-壳聚糖冻干海绵对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌的抑菌作用，并获得了它们各自的最低抑菌浓度(王秀文，2002)。赖帆等人的研究已经证明壳聚糖对真菌也有抗菌活性，壳聚糖浓度越高，抗菌效果越明显。壳聚糖，酸碱度为5。6，浓度为Img/mL的壳聚糖能抑制14种植物病原真菌，浓度为6mg/mL的壳聚糖能抑制番茄灰霉病菌的萌发和软腐病(赖帆，1998)。

1。1.3壳聚糖
(1)壳聚糖破坏细菌细胞壁并导致细菌死亡。由于细胞集群和膜上磷酸和其他物质的存在，细胞带负电。质子化-糖基上的NH，正电。在静电吸引作用下，壳聚糖吸附细菌上的负电荷，导致负电荷分布不平衡，干扰细胞壁合成。细胞壁合成和溶解的平衡被打破。没有细胞壁的支持，细胞壁往往会溶解。细胞膜无法承受渗透压，导致细胞膜破裂，水、蛋白质和其他物质渗出，细菌因经济分解而死亡(腾居里，2008)。
(2)壳聚糖进入细胞，改变核酸代谢，阻碍遗传信号的复制，并抑制细菌繁殖。由于静态引力，壳聚糖在吸收细菌后，通过细菌的多孔细胞壁进入细胞，这可能与脱氧核糖核酸形成稳定的产物，干扰脱氧核糖核酸和核糖核酸聚合酶，阻碍脱氧核糖核酸和核糖核酸的合成，从而抑制细菌的繁殖(Hadwiger L A，1986)。

2壳聚糖/淀粉可食膜的制备、性能及结构表征

可食用包装膜由天然可食用材料制成。它功能多样，无污染，容易获得。目前，国内外已经开发了多种可食性包装膜，如多糖可食性包装膜、蛋白质可食性包装膜、微生物共聚物醋可食性包装膜、多糖/蛋白质/脂肪酸复合可食性包装膜。他们的产品包括肠衣、糖衣、蔬菜纸和片剂包衣。壳聚糖、淀粉和纤维素是自然界中丰富的可再生资源。由此开发可食性包装膜具有良好的发展前景。复合可食性膜的研究和应用是当前的发展趋势。该复合可食膜充分利用了各组分的优点，尽可能避免其缺点，取得了良好的效果。壳聚糖、糖和淀粉共混制成的可食性膜已被研究者认可。在共混体系中，各组分通过物理吸附和化学键交联，共混膜的性能比单组分膜好得多。与二元共混膜相比，该二元共混膜能更好地综合各组分的优异特性，克服了pu tong天然高分子二元共混膜力学性能低、抑菌性差、耐水性差的缺点。本研究利用淀粉和壳聚糖形成强氢键，制备壳聚糖/淀粉可食膜。同时，使用增塑剂Y油使其混合均匀。通过正交试验对可食性膜进行了优化。根据正交试验结果，以纤维素衍生物为第二组分，制备壳聚糖/淀粉/纤维素衍生物二元共混可食性膜。用红外光谱、x光衍射、热重分析和扫描电镜对可食性膜的性能和结构进行了表征。同时，对可食性膜的力学性能、吸水性、透明性、透湿性、耐酸性、耐碱性和抗菌性进行了评价，并比较了两种纤维素衍生物对壳聚糖/淀粉可食性膜性能的不同影响，为间混可食性膜的开发提供了科学依据和实验参考。

3已解散……42
3.1测试材料和仪器……42
3.1.1测试材料……42
3.1.2测试仪器……42
3。2测试方法和原则……43[/比尔/] 3.2.1监控化学品的激活方法……43[/溴/]3 . 2 . 2 NaOH-Uro-硫脲溶液的制备……43[/溴/] 3.2.3性能4结构试验……43[/比尔/] 3.3结果……43
3.4分析……44
4壳聚糖/纤维丝防屈曲膜的制备、性能和结构表征……58
4.1测试材料和仪器……58
4.1.1测试材料……58
4.1.2……59
4.2测试方法和原则……59
4.2.1壳聚糖/纤维抗菌膜的制备……59
4.2.2薄膜性能的测定……60
4。2.3结果和分析……63
4.2.4膜结构整体通用旋转组合设计方法……63
4.3分散性能和结构……Ti02的98
修改人……63
5 5.1测试材料和仪器……98 [/BR/] 5.1.1测试材料……98 [/BR/] 5.1.2测试仪器……98 [/BR/] 5.2试验原理和力方法……99[/溴/] 5.2.1偶联剂……99 [/BR/] 5.2.2超冷……99 [/BR/] 5.2.3无机涂层方法……99[/溴/] 5.2.4非离子农业和活性剂方法……100 [/BR/] 5.2.5银道子表及粘贴剂方法……100[/比尔/] 5。3性能和结构测试……100 [/BR/] 5.3.1系统油性测定……100[/溴/] 5.3.2粒度和分布……100[/溴/] 5.3.3扫描电镜分析……101[/比尔/] 5.4结果和分析……101

结论

本文以壳聚糖为主要原料，选用淀粉、纤维素及其衍生物、Ti02等添加剂制备壳聚糖/淀粉可食膜、壳聚糖/纤维素抗菌膜、壳聚糖/二氧化钛、保鲜膜，并对壳聚糖基薄膜材料的性能和机理进行了研究。本文的主要研究结论如下:
(1)壳聚糖/淀粉可食膜的最佳生产工艺为:壳聚糖与淀粉的比例为1:1，壳聚糖浓度为2%，醋酸浓度为6%，淀粉浓度为5%，共浸泡时间为20分钟，甘油比例为35%。在这些条件下制备的可食用薄膜考虑了所有性能，拉伸强度为28。30MPa，断裂伸长率为5.5%，具有良好的透明性、抗菌性，可在6周左右完全降解。未经碱处理的壳聚糖/淀粉可食膜具有良好的初始性能和透明性，而碱处理膜具有良好的拉伸强度和耐水性。
(2)羧甲基纤维素钠显著改善壳聚糖/淀粉可食膜的取向，断裂伸长率提高4。五次。甲基纤维素可以增强改性壳聚糖/淀粉可食膜，拉伸强度提高71%。两种可食膜的基木在碱液中不变形，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌性能达到90%以上。
(3) 0)0_和NH”同时存在于壳聚糖/淀粉/羧甲基纤维素钠膜中，能形成强Ntf -COCT离子键连接，生成聚合物电解质；同时，组件之间在-0H有一个氧键连接。MC能与壳聚糖和淀粉形成稳定的氢键，使各组分的界面结合良好。
(4)适度超声预处理可部分破坏微晶纤维素的氧键结合，使微晶纤维素结构疏松，提高微晶纤维素对试剂的易接近性。能够加快纤维素溶解时间、增加纤维素溶解量、略微降低纤维素聚合度的超声波处理工艺是用50W超声波功率处理样品60分钟。此时，与未活化的微晶纤维素相比，样品的溶解时间减少了87%，溶解度增加了1.3倍。[/BR/] (5)在氢氧化钠-尿素-硫脲体系中壳聚糖/纤维素抗菌膜的最佳制备工艺为2.5%纤维素完全溶解在8%、8%和6%溶液中。5%的氧化钠、尿素和硫脲溶液，和3。将6%水溶性壳聚糖浇铸成膜，浸泡在5% na2s 0、/5%肌肉30%、固化溶液0。5%氢氧化钠溶液和10% 20%油，自然干燥。
(6)壳聚糖/纤维素抗菌膜在酸性体系中的拉伸强度和断裂伸长率比壳聚糖膜分别提高了16.79倍和5倍。壳聚糖/纤维素抗菌膜在碱性体系中具有良好的柔软性，接近卫生纸等。)；两种抗菌膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性为99%。酸性体系膜适用于包装含水量适中的呼吸跃变果蔬。碱性体系膜可以很好的包裹内含物，可以代替塑料和材料网罩作为硬质水果的内包装材料，不仅可以起到缓冲作用，还具有一定的抗菌保鲜功能。

参考
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