天然高分子多糖復合凝膠的制備及性質研究.pdf

1、由于石油煤炭資源的日益枯竭和非降解性合成高分子材料引起的環(huán)境污染日益嚴重，大力研究和開發(fā)以天然高分子為主體的生物質材料勢在必行。魔芋是我國的特產資源，作為一種可再生高分子，魔芋葡甘聚糖(KGM)有潛力成為替代某些石油化工產品的新型環(huán)境友好材料。 本論文主要研究內容如下： 1.采用氯化鋅作催化劑合成不同乙?；鶊F含量的魔芋葡甘聚糖，通過皂化-滴定法測得改性KGM的乙?；鶊F含量(DA)范圍為1.82～6.23％，用黃原膠與不同

2、乙酰度KGM復配制備不同比例的復合凝膠，首次采用Winter-Chambon方法準確確定了KGM/xanthan復合體系的臨界凝膠溫度(Tgel)，并運用現代聚合物凝膠理論研究其溶膠-凝膠轉變行為。改性KGM/xanthan復合體系與原始KGM/xanthan復合體系相比，其儲能模量(G')和Tgel均出現較大幅度下降，這與改性產物分子量降低有關。改性KGM/xanthan復合體系的臨界凝膠溫度和儲能模量隨DA增加而降低，這表明乙酰基團

3、會阻礙復合體系的協同作用。 2.通過異相降解的方法得到了一系列溶解性較好的不同分子量的KGM樣品，其粘均分子量(Mv)變化范圍為4.0×105到2.5×106。通過動態(tài)粘彈測試研究了KGM的分子量對KGM/xanthan復合體系的流變性能的影響。當KGM的粘均分子量由4.0×105逐漸增加到1.91×106時，復合體系的臨界凝膠溫度Tgel快速增加，復合體系的儲能模量G'也得到較大提高；當KGM的粘均分子量由1.91×106逐漸

4、增加到2.5×106時，復合體系的臨界凝膠溫度Tgel和儲能模量G'增加幅度很小，對KGM的分子量依賴性較低。由應變掃描結果可以推出當KGM的粘均分子量大于或等于臨界值1.91×106時，KGM/xanthan復合體系的形成的凝膠都為強凝膠。 3.先以6wt％NaOH/5wt％urea為反應介質合成羧甲基魔芋葡甘聚糖，然后在葡萄糖內酯存在下將海藻酸鈉和羧甲基魔芋葡甘聚糖進行復配。通過動態(tài)粘彈測試研究KGM/SA復合凝膠形成的機理

5、和凝膠的特征。由葡萄糖內酯緩慢釋放質子，一部分質子中和聚合物鏈上的部分電荷，另一部分質子屏蔽了聚合物鏈之間的靜電排斥作用，導致水溶液復合體系的溶膠-凝膠轉變。當復合體系中KGM的含量為29.9wt％時，復合體系的凝膠強度達到最大值。KGM/SA復合體系的凝膠速率隨著羧甲基KGM取代度的增加而降低。KGM/SA的復合比例和羧甲基KGM的取代度對初始凝膠的分形維數沒有明顯影響，表明KGM/SA復合體系的凝膠網絡結構非常致密。本工作中有關天然