壳聚糖基多功能膜的制备及性能研究

【摘要】壳聚糖分子上的氨基和羟基具有较强的化学活性,可与多种化学基团反应生成多种不同的衍生物,以及与其它材料复合制备各类复合材料。近年来壳聚糖化学改性的方法越来越多,通过改性可以提高壳聚糖的水溶性,并拓宽其应用范围。本论文以自制季铵盐对壳聚糖进行季铵化接枝改性,通过改变实验条件制备了不同取代度的壳聚糖季铵盐Cs-QAS。然后采用共混法制得壳聚糖／壳聚糖季铵盐复合膜,采用不同用量的戊二醛、硅偶联剂(wd一50)两种交联剂对壳聚糖复合膜进行交联,以改善复合膜的耐酸碱性能和减少复合膜在水中的溶胀性。通过添加无机碳纳米管提高复合膜的力学性能,再经过表面氟化技术对复合膜进行表面改性处理制备出抗菌、拒水功能复合膜。通过X射线衍射、扫描电镜、热分析等手段对该复合膜的结构、表面形态进行表征。此外,对比未改性壳聚糖和季铵化改性壳聚糖的抗菌性能,还对杂化膜的抗菌性能、机械强度等进行了评价。结果表明：采用自制的季铵盐对壳聚糖进行季铵化改性,通过正交试验优化反应条件,在壳聚糖与季铵化试剂的摩尔比为1：3,反应体系pH在9左右,温度在75-80℃,反应8-12h的条件下得到的壳聚糖季铵盐有较高的产率和取代度。抗菌实验结果表明,与壳聚糖相比,壳聚糖季铵盐对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果均能达到95%以上。将制备的壳聚糖季铵盐与纯壳聚糖醋酸溶液共混制备壳聚糖/壳聚糖季铵盐复合膜。与纯壳聚糖膜相比,复合膜的抗菌性能得到改善。此外,复合膜的机械性能有所增强,断裂强力和断裂延伸率都得到明显提高。经过表面氟化处理之后,复合膜的拒水性能得到改善,抗菌膜在80℃条件下,30%质量浓度的全氟辛基磺酰氟溶液中反应1h,再100℃焙烘3min,得到氟化膜,膜对水的接触角从830增加到了138°左右。除此以外,杂化膜在水中的溶胀性能和尺寸稳定性也得到了很好的改善。
【作者】程茜；
【导师】谢孔良；沈红卫；
【作者基本信息】东华大学，纺织工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】壳聚糖；季铵化壳聚糖；抗菌；疏水；杂化膜；

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