壳聚糖季铵盐%2f纳米zno复合膜制备及其性能的研究

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1、陕西科技大学硕士学位论文壳聚糖季铵盐/纳米ZnO复合膜的制备及其性能研究姓名：颜珩烨申请学位级别：硕士专业：有机化学指导教师：来水利20090525壳聚糖季铵盐／纳米ZnO复合膜的制备及其性能研究摘要本文以2，3一环氧丙基三甲基氯化铵(EPTAC)为季铵化试剂，在不同条件下对壳聚糖进行季铵化改性。分别研究了反应物物质的量之比，反应时间，反应温度和反应体系水含量等因素对产物取代度、产率和表观粘度的影响。以硝酸锌和六亚甲基四胺为原料，采用均匀沉淀法制备纳米ZnO，利用水溶性钛酸酯偶联剂改性纳米ZnO，以表面活性剂为分散剂，再添加水溶性

2、的壳聚糖季铵盐，用流延的方法制得壳聚糖季铵盐／纳米ZnO复合膜，并对复合膜的力学性能、吸水性能、抗菌性能、透气性能、热稳定性和膜形貌等方面进行研究，为将来的开发应用提供试验数据和理论基础。(1)以壳聚糖和EPTAC为原料制备出壳聚糖季铵盐，通过单因素实验分析，得到最优工艺参数为：EPTAC与壳聚糖中(．NH2)物质的量之比为6：1，反应时间为8h，反应温度为80℃，体系水含量为20％。(2)以硝酸锌和六亚甲基四胺为原料，采用均匀沉淀法制备纳米ZnO，正交实验优化后的工艺参数为：Zn2+的浓度为0．6mol／L，反应时间为5h，六亚

3、甲基四胺与Zn2+的物质的量之比为1．25和反应温度为90℃。(3)使用射线衍射分析(XRD)、红外光谱(FT．IR)、热重(TG)和电子扫描显微镜(SEM)等手段对纳米ZnO的结构进行表征，表明钛酸酯偶联剂已经成功修饰在纳米ZnO的表面，同时纳米ZnO的分散性有了明显地提高；与非离子型表面活性剂相比较，阴离子型表面活性剂能够有效地提高纳米ZnO粒子在水溶液中的分散效果；采用具有合适链长的阴离子型表面活性剂更有效地提高纳米粒子的分散性，羧甲基纤维素钠链长较为适中，能够大大提高了纳米ZnO微粒在溶液中的稳定性。(4)含1％纳米ZnO

4、复合膜的拉伸强度、断裂伸长率和抗水性等性能最佳。复合膜的吸水率随着纳米ZnO的含量增加而下降，随着溶液pH增加而下降。在光照条件下的抑菌性能优于无光条件，添加3％纳米ZnO复合膜的抑菌效果最好。气体通过时，复合膜具有选择性，水蒸气、C02和02三种气体的透过率由大到小的顺序依次是P(H20)>P(C02)>p(02)。通过差示扫描量热(DSC)、热重(TG)、X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)等手段表征复合膜，可知添加纳米ZnO后的复合膜的热稳定性能有所提高，并且纳米ZnO在复合膜中均匀分散。关键词：壳聚糖季铵盐，纳米Z

5、nO，复合膜，均匀沉淀法，抗菌性能，透气性ⅡSTUDYONPREPARATIoNANDPROPERTIESOFQUANTERNARYAMMONIUMSALTOFCHITOSAN／NANOMETERZINCOXIDECOMPOSITEMEMBRANEABSTRACTInthispaper，using2，3一epoxypropyltrimethylammoniumchloride(EPTAC)asquaternaryammoniumreagents，chitosanwasmodifiedunderdifferentconditions

6、．Theaffectonthedegreeofsubstitutionofproduct，yieldandapparentviscosity，suchasthemolratesofEPTACwithchitosan(-NH2)，reactiontemperature，reactiontimeandthecontentofwaterinsystemhavebeendiscussedindetail．Usingzincnitrateandhexamethylenetetramineasrawmaterial，theuseofhomog

7、eneousprecipitationfornano．ZnO，nano—ZnOwasmodifiedbywater．solubletitanatecouplingagent．Throughthemethodofcast，chitosanquaternaryammoniumsalt／nano—ZnOcompositefilmwasobtained．Mechanicalproperties，waterabsorption，anti—bacterialproperties，thepermeabilityofgases，thermalst

8、abilityandmorphologyofcompositefilmwereresearched，precipitationandapplicationofcompositefilmtoprovideexperimentaldataandtheo