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甲壳素在新溶剂中的溶解及其与海藻酸钠共混纤维的研究

作　者: 黄亮
导　师: 胡先文
学　校: 华中农业大学
专　业: 农药学
关键词: 甲壳素新溶剂溶解条件溶液性质海藻酸钠共混纤维
分类号: TQ028
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

甲壳素是自然界第二大天然多糖和可再生资源，具有生物相容性、生物可降解性及安全无毒可食用等性能。近年来，甲壳素及其衍生物的应用范围不断扩大，在环保、食品、化妆品、农业、医药卫生、生物工程、纺织、造纸、烟草等许多领域均有应用，但由于甲壳素的难溶性，其应用仍受到一定限制。本文的主要内容和结果如下：采用氢氧化钠和尿素的混合水溶液作为甲壳素的新溶剂，从冷冻温度、溶剂组分配比、冷冻时间等方面讨论了甲壳素在新溶剂体系下的溶解情况。结果表明，在-30℃及以下甲壳素能很好的溶解于新溶剂中，但甲壳素的溶解度不再随温度的下降而有所增大，而是基本保持不变；尿素的加入，在一定程度上强化了强碱溶剂对甲壳素的溶解，当新溶剂中NaOH浓度为8％～12％时，甲壳素在试验温度下可以获得较好的溶解度，所得溶液在室温下的表观黏度达4000 mpa·s～5000mp·s；冷冻时间为3 d及以上时，有利于甲壳素的溶解，超过3 d，甲壳素的溶解度变化不大，另外，冷冻条件下，甲壳素在强碱溶剂中仍会发生脱乙酰化反应，冷冻时间不宜太长。通过旋转黏度计、FT-IR、XRD等仪器对甲壳素水溶液的性质进行了试验，结果表明：1)由于脱乙酰化反应和碱甲壳素的生成，溶剂中碱的终浓度较起始浓度有所下降，起始浓度越高，终浓度下降幅度越大；2)室温下甲壳素水溶液的表观粘度随放置时间的增长而不断降低，红外光谱变化较大，甲壳素的脱乙酰化程度较高，分子间和分子内氢键被消弱，而冷冻条件下甲壳素水溶液则很稳定，放置28 d后，红外光谱和表观粘度变化很小；3)新溶剂对甲壳素结构影响很小，加酸后从溶液中重新析出的甲壳素的结晶度和热稳定性较原料有所下降；4)甲壳素在新溶剂中的最佳紫外吸收波长为230 nm，在不同浓度的NaOH／CO（NH₂）₂水相溶剂中甲壳素的浓度与紫外吸收值均有较好的线性相关性，另外，温度对定量测定的结果有一定的影响，在8℃～20℃范围内，测定结果较好。以NaOH／CO（NH₂）₂的水溶液作为甲壳素和海藻酸钠的共混溶剂，以5％氯化钙、1％盐酸作为溶液纺丝的凝固液，制备了甲壳素／海藻酸钠复合纤维。通过对纤维的力学性能和吸湿、保湿及吸水性能的测试，以及利用IR、X-RD、SEM等仪器对共混纤维结构的表征，发现共混纤维的干态抗张强度及干态断裂伸长率随着共混纤维中甲壳素含量的增高都不断下降；当共混纤维中甲壳素含量为40％左右时共混纤维的吸湿率、保湿率和吸水率达到最大值。另外，当共混纤维中甲壳素含量较低时，甲壳素与海藻酸钠的相容性较好，随着共混纤维中甲壳素含量的增高，共混纤维的相容性有所降低。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-9
缩略语表  9-10
I 前言  10-21
  1 甲壳素概述  10-18
    1.1 甲壳素的制备  11
      1.1.1 提取法  11
      1.1.2 微生物法  11
    1.2 甲壳素的理化性质  11-14
      1.2.1 甲壳素的物理性质  11-12
      1.2.2 甲壳素的化学性质  12-14
    1.3 甲壳素的应用  14
    1.4 甲壳素的溶解研究进展  14-16
    1.5 甲壳素纤维的研究概况  16-18
  2 海藻酸钠简述  18-19
    2.1 海藻酸钠的提取  18
    2.2 海藻酸钠的理化性质及应用  18-19
  3 选题的目的及意义  19-20
  4 课题研究技术路线  20-21
II 材料与方法  21-26
  1 试剂和仪器  21
    1.1 试剂  21
    1.2 仪器  21
  2 实验内容及方法  21-26
    2.1 甲壳素的溶解条件研究  21-22
      2.1.1 温度对甲壳素溶解的影响  21
      2.1.2 溶剂组分浓度对甲壳素溶解的影响  21-22
      2.1.3 冷冻时间对甲壳素溶解的影响  22
    2.2 甲壳素水溶液的研究  22-24
      2.2.1 甲壳素溶液的稳定性试验  22-23
      2.2.2 甲壳素水溶液的定量分析  23-24
    2.3 甲壳素/海藻酸钠共混纤维的制备及结构与性质研究  24-26
      2.3.1 共混纤维凝固液的选择  24
      2.3.2 共混纤维的制备  24
      2.3.3 共混纤维的力学性能测试  24
      2.3.4 共混纤维的吸水及吸湿、保湿性能试验  24-25
      2.3.5 共混纤维的相容性分析  25-26
III 结果与讨论  26-45
  1 甲壳素溶解条件的研究  26-30
    1.1 温度  26-27
    1.2 溶剂浓度配比  27
    1.3 冷冻时间  27-28
    1.4 其它因素  28
    1.5 甲壳素的溶解过程及机理  28-30
  2 甲壳素水溶液的研究  30-39
    2.1 甲壳素溶液的稳定性  30-36
      2.1.1 溶剂终浓度  30-31
      2.1.2 甲壳素溶液的表观黏度及红外光谱  31-34
      2.1.3 甲壳素溶解前后的X-射线衍射图谱  34
      2.1.4 甲壳素溶解前后的DSC图谱  34-36
    2.2 甲壳素水溶液的定量分析  36-39
      2.2.1 最佳紫外吸收波长的确定  36-37
      2.2.2 甲壳素含量的测定  37-39
      2.2.3 温度对定量分析结果的影响  39
  3 甲壳素/海藻酸钠共混纤维结构与性质  39-45
    3.1 共混纤维凝固液的选择  39-40
    3.2 共混纤维的力学性能  40
    3.3 共混纤维的吸水及吸湿、保湿性能  40-41
    3.4 共混纤维中甲壳素/海藻酸钠的相容性分析  41-45
      3.4.1 甲壳素/海藻酸钠共混纤维的红外图谱解析  41-43
      3.4.2 甲壳素/海藻酸钠共混纤维的X-射线衍射图谱解析  43-44
      3.4.3 甲壳素/海藻酸钠共混纤维的SEM图  44-45
IV 结论  45-46
参考文献  46-50
研究生期间发表的论文  50-51
致谢  51

甲壳素在新溶剂中的溶解及其与海藻酸钠共混纤维的研究

内容摘要

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