天然高分子多糖復(fù)合凝膠的制備及性質(zhì)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(yán)重，大力研究和開發(fā)以天然高分子為主體的生物質(zhì)材料勢在必行。魔芋是我國的特產(chǎn)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(chǎn)品的新型環(huán)境友好材料。 本論文主要研究內(nèi)容如下： 1.采用氯化鋅作催化劑合成不同乙?；鶊F(tuán)含量的魔芋葡甘聚糖，通過皂化-滴定法測得改性KGM的乙酰基團(tuán)含量(DA)范圍為1.82～6.23％，用黃原膠與不同

2、乙酰度KGM復(fù)配制備不同比例的復(fù)合凝膠，首次采用Winter-Chambon方法準(zhǔn)確確定了KGM/xanthan復(fù)合體系的臨界凝膠溫度(Tgel)，并運用現(xiàn)代聚合物凝膠理論研究其溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變行為。改性KGM/xanthan復(fù)合體系與原始KGM/xanthan復(fù)合體系相比，其儲能模量(G')和Tgel均出現(xiàn)較大幅度下降，這與改性產(chǎn)物分子量降低有關(guān)。改性KGM/xanthan復(fù)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?；鶊F(tuán)

3、會阻礙復(fù)合體系的協(xié)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(fù)合體系的流變性能的影響。當(dāng)KGM的粘均分子量由4.0×105逐漸增加到1.91×106時，復(fù)合體系的臨界凝膠溫度Tgel快速增加，復(fù)合體系的儲能模量G'也得到較大提高；當(dāng)KGM的粘均分子量由1.91×106逐漸

4、增加到2.5×106時，復(fù)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(yīng)變掃描結(jié)果可以推出當(dāng)KGM的粘均分子量大于或等于臨界值1.91×106時，KGM/xanthan復(fù)合體系的形成的凝膠都為強(qiáng)凝膠。 3.先以6wt％NaOH/5wt％urea為反應(yīng)介質(zhì)合成羧甲基魔芋葡甘聚糖，然后在葡萄糖內(nèi)酯存在下將海藻酸鈉和羧甲基魔芋葡甘聚糖進(jìn)行復(fù)配。通過動態(tài)粘彈測試研究KGM/SA復(fù)合凝膠形成的機(jī)理

5、和凝膠的特征。由葡萄糖內(nèi)酯緩慢釋放質(zhì)子，一部分質(zhì)子中和聚合物鏈上的部分電荷，另一部分質(zhì)子屏蔽了聚合物鏈之間的靜電排斥作用，導(dǎo)致水溶液復(fù)合體系的溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變。當(dāng)復(fù)合體系中KGM的含量為29.9wt％時，復(fù)合體系的凝膠強(qiáng)度達(dá)到最大值。KGM/SA復(fù)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(fù)合比例和羧甲基KGM的取代度對初始凝膠的分形維數(shù)沒有明顯影響，表明KGM/SA復(fù)合體系的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)非常致密。本工作中有關(guān)天然