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聚乙二醇对明胶-壳聚糖复合膜性能的影响VIP免费

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宋慧君等:聚乙二醇对明胶/壳聚糖复合膜性能的影响文章编号:1001—9731(2014)14—1403I-06聚乙二醇对明胶/壳聚糖复合膜性能的影响宋慧君。,汤克勇,王芳,郑学晶,刘捷,于洋。(1.郑州大学材料科学与工程学院,郑州450001;2.河南工程学院材料与化学工程学院,郑州450007;3.中南财经政法大学金融学院,武汉430073)摘要:采用流延成型法制备了不同用量聚乙二醇200(PEG200)和聚乙二醇800(PEG800)增塑的明胶/壳聚糖复合膜,研究了PEG对明胶/壳聚糖复合膜吸湿性能、透水汽性和拉伸性能的影响,用X射线衍射(XRD)法分析了复合膜的结晶行为。结果表明,PEG的种类和用量会影响明胶/壳聚糖复合膜的结构和性能。在水活度较低时,PEG会降低复合膜的初始吸湿速率和吸湿能力;水活度较高时,PEG会提高复合膜的初始吸湿速率和吸湿能力。PEG能降低明胶/壳聚糖复合膜的单分子层吸附值和拉伸强度,增大复合膜的透水汽性、断裂仲长率及结晶度。关键词:明胶;壳聚糖;复合膜;聚乙二醇;性能中图分类号:TB332文献标识码:ADOI:10.3969/j.issn.1001—9731.2014.14.0061引言如何充分利用可再生资源以生产可食性、可降解包装膜,如何延长食品的保质期,是资源、材料和食品科学与工程领域备受关注的热点。用生物可降解材料取代传统的包装膜或涂饰剂,可通过生物循环解决垃圾的处理问题l1],也可减少不可再生资源的消耗。壳聚糖是甲壳素的N脱乙酰化产物,来源广泛,价格低廉,具有良好的可降解性、成膜性、抗菌防腐性和保健功能等]。明胶是胶原的部分水解产物,价廉易得,具有良好的生物相容性和可降解性[3],明胶与壳聚糖混合可用于生产可生物降解、可食用、并具有抗菌性的包装材料。但是,明胶/壳聚糖复合膜的脆性大,使其应用受到限制。为了提高明胶/壳聚糖复合膜的韧性,改善其加工性,在制备明胶/壳聚糖复合膜时,需添加增塑剂。宫志强等研究了甘油、乙二醇、PEG400对壳聚糖一明胶复合膜性能的影响,发现增塑剂可降低复合膜的拉伸强度和吸水率,增大其断裂伸长率和透水汽率。包装材料在使用过程中会接触各种不同的外界环境,例如湿度的变化,天然高分子材料对环境湿度比较敏感,天然高分子材料的含水率会影响其性能,但文献E43在研究增塑剂对明胶/壳聚糖复合膜性能的影响时,没考虑环境湿度。Arvanitoyannis等l_5研究了甘油、山梨醇及水的含量对壳聚糖一明胶复合膜性能的影响,认为增塑剂用量增大,膜的弹性模量、拉伸强度和玻璃化转变温度下降,而其伸长率和透水汽性得以提高。就我们所知,缺乏环境湿度及增塑剂用量对明胶/壳聚糖复合膜吸湿性影响的相关研究。本文制备了明胶/壳聚糖(50/50,W/w)复合膜,以PEG200、PEG800为增塑剂,其用量分别为明胶/壳聚糖质量分数0,1O,20和3O,用Peleg提出的数学模型拟合了相对湿度43和75的吸湿过程,用BET(Brunauer—Emmett—Teller)模型拟合水活度在0~0.43时明胶/壳聚糖复合膜的吸附等温线,用GAB(Guggenheim—Anderson—deBoer)模型拟合实验中所有水活度的明胶/壳聚糖复合膜的吸附等温线,研究了增塑剂含量及环境湿度对明胶/壳聚糖复合膜的吸湿能力、水分子与复合膜的结合强度、结合方式的影响,及增塑剂含量对复合膜拉伸性能、透水汽性和结晶行为的影响。2实验2.1实验试剂壳聚糖(粘均分子量3.23×10,脱乙酰度95),山东奥康生物科技有限公司;明胶(生物级),天津市科密欧化学试剂有限公司,其它试剂均为分析纯,PEG200、PEG800,天津市光复精细化工研究所;冰醋酸、氢氧化钠、氯化锂、醋酸钾、氯化镁、碳酸钾、溴化钠、氯化钠、氯化钾、硝酸钾,天津市德恩化学试剂有限公司。2.2复合膜的制备将一定量的壳聚糖溶于2的醋酸溶液中制备2(质量浓度)壳聚糖溶液;将一定量的明胶溶于50℃去离子水中制备10(质量浓度)明胶溶液。将壳聚糖溶液/明胶溶液5/1(体积比)于5o℃混合,搅拌30min后得到50/50的明胶/壳聚糖(质量比)混合溶液。将PEG200、PEG800按不同的比例加入(分别为明胶/壳聚糖固体质量的0,10,20和3O)。将混*基金项目:国家自然科学基金资助项目(21076199,50973097)收到初稿日期:2013-08—27收到修改稿日期:20...

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