毕业论文明胶-壳聚糖基可生物降解膜的制备、结构与性能研究

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1、学校代码10459学号或申请号200811019080501002密级博士学位论文明胶-壳聚糖基可生物降解膜的制备、结构与性能研究作者姓名：宋慧君导师姓名：汤克勇（教授）学科门类：工科专业名称：材料物理与化学完成时间：2015年5月万方数据Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofdoctorPreparation,StructureandPropertiesofGelatin-chitosanBasedBio

2、degradableFilmsBySongHui-junSupervisor:TangKe-yong(Prof.)MaterialsPhysicsandChemistrySchoolofMaterialScienceandEngineeringMay,2015万方数据学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以

3、明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学

4、。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：日期：年月日万方数据摘要摘要塑料具有质轻、耐用、成本低和易成型加工等优点，已成为目前最受欢迎的包装材料。但塑料包装材料缺少回收利用的价值，使用后，绝大部分被丢弃在环境中，由于难降解处理而造成严重的环境污染现象。因此，以天然生物可降解物质为基体制备可降解、可食用的新型包装材料，对于可持续发展具有极其重要的意义。明胶是胶原的部分水解产物，来源广泛，价格低廉，具有良好的生物相容性和可降解性。但是，明胶的成膜性、机械性能及抗水性较差。壳聚糖具有成本低、生物相容

5、性好、可生物降解、抗菌等优点，但其阻水汽性较差。明胶与壳聚糖混合可互相取长补短，改善明胶成膜性及机械性能差的缺点，并赋予复合膜良好的抗菌性。本论文以明胶及壳聚糖为复合膜原料，系统研究了壳聚糖含量对明胶–壳聚糖复合膜结构和性能的影响，优化了复合膜中壳聚糖的最佳含量。X射线衍射（XRD）分析、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）分析、扫描电镜（SEM）分析、透光性、热重分析表明明胶分子与壳聚糖分子之间存在相互作用，明胶与壳聚糖之间具有良好的相容性。研究了壳聚糖含量及环境相对湿度对明胶–壳聚糖复合膜吸湿率的

6、影响。结果表明，随壳聚糖含量的提高，明胶–壳聚糖复合膜的吸湿率增大；随着环境相对湿度增大，明胶膜、壳聚糖膜及明胶–壳聚糖复合膜的吸湿率均增大。研究了壳聚糖含量对明胶–壳聚糖复合膜拉伸性能的影响。综合所研究的各项性能，发现复合膜中壳聚糖含量为50%时，复合膜的性能较好。为了改善明胶–壳聚糖复合膜的物理机械性能，以50/50（质量比）明胶/壳聚糖制备明胶–壳聚糖复合膜，分别用亲水性改性剂和疏水性改性剂对明胶–壳聚糖复合膜进行物理改性，研究了改性剂对明胶–壳聚糖复合膜结构和性能的影响。用甘油、山梨醇、P

7、EG200、PEG400、PEG800等多元醇作为亲水性改性剂，研究了多元醇类型及含量对明胶–壳聚糖复合膜结构和性能的影响。用XRD、SEM研究了不同多元醇对明胶–壳聚糖复合膜结构的影响。用Peleg提出的数学模型研究相对湿度43%和75%时复合膜的吸湿动力学。分别用Flory-Huggins模型、Oswin模型、BET（Brunauer-Emmett-Teller）模型、GAB（Guggenheim-Anderson-I万方数据摘要deBoer）模型拟合了多元醇改性明胶–壳聚糖复合膜的吸附等温线

8、。结果表明，BET模型、GAB模型能够精确拟合实验中所有的吸附等温线。通过测试不同多元醇对明胶–壳聚糖复合膜的透光性、接触角、吸湿性、透水汽性、拉伸性能、水溶性、自然降解性等性能的影响，研究多元醇种类及含量对明胶–壳聚糖复合膜性能的影响，综合考虑各项性能，确定明胶–壳聚糖复合膜可采用PEG200作增塑剂，其含量为20%，或采用甘油作增塑剂，其含量为30%。用葵花籽油作为疏水性改性剂，研究了葵花籽油含量对明胶–壳聚糖复合膜结构和性能的影响。结果表明，明胶及壳聚糖与葵花籽油的相容性较差