交联改性瓜儿胶、明胶复合薄膜材料的制备及性能研究

摘要

天然大分子的来源非常丰富，其本身便具备良好的生物相容性，而且可以被微生物降解，因此在日常生活和科学研究中的运用越来越多。多糖类和蛋白质是生物高分子中最广泛的两类，这些大分子上存在着大量的羟基、氨基、羧基等亲水基团，具有良好的亲水性能。但原始的多糖类和蛋白质材料大都存在力学强度低、耐水性能差等问题，所以需要对其进行改性处理。本文以瓜儿胶多糖和明胶为研究对象，通过两种交联剂改性合成了瓜儿胶和明胶复合材料，并对复合薄膜材料的机械性能和实际应用进行了探索，主要工作如下：　　以有机柠檬酸为交联剂，对瓜儿胶进行交联，利用浸润法将混合溶液涂附在不锈钢网表面，制备出了具有特殊亲水性/水下超疏油表面的瓜尔胶/柠檬酸涂膜滤网(hCAGG@SSM)。FTIR和TGA测试结果表明柠檬酸和瓜儿胶在高温下发生了酯化反应生成了不溶于的薄膜。SEM和XPS测试说明涂层后不锈钢网表面的化学性质和表面形貌均发生改变。接触角测试表明制备的复合薄膜具有良好的亲水性和水下超疏油性。利用自制的装置对复合膜油水分离性能进行了测试，实验结果表明这种二维水下超疏油膜可成功进行油水分离，分离效率高于98％，水通量达14000L?m?2?h?1，同时制备的分离膜还表现出自清洁性能。在循环10次后分离膜能维持良好的分离效率，而且制备的复合膜还表现出优异的耐盐性、能在pH值为4-10之间维持良好油水分离性能。　　以钠基蒙脱土(Na-MMT)为增强相，乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)为交联剂，制备了明胶/纳米蒙脱土复合薄膜。FTIR表明EGDE与明胶发生交联反应生成了网状结构。SEM图像表明制备的纯明胶薄膜表面光滑，加入纳米NA-MMT后，复合薄膜会产生大量的孔洞。TGA测试表明EGDE和蒙脱土加入提高了薄膜耐热性。TGA测试表明EGDE和蒙脱土加入提高了薄膜耐热性。耐水性测试表明Na-MMT和EGDE的加入，降低薄膜的溶胀性能和水蒸气透过性能，提升薄膜阻隔性，提高了薄膜耐水性。拉伸试验结果表明加入Na-MMT和EGDE后，制备的薄膜材料强度增加，断裂伸长率降低，力学性能得到提升。

目录

声明

第1 章绪论

1.1前言

1.1.1多糖简介

1.1.2蛋白质简介

1.2瓜儿胶概述

1.2.1瓜儿胶的链结构

1.2.2瓜儿胶的理化性质

1.2.3瓜儿胶的改性方法

1.2.4瓜儿胶及其衍生物的应用

1.3明胶概述

1.3.1明胶的结构

1.3.2明胶的理化性质

1.3.3明胶的改性方法

1.3.4明胶的应用

1.4本论文的目的和内容

1.4.1研究目的

1.4.2主要研究内容

第2 章超亲水/水下超疏油瓜儿胶/柠檬酸涂膜滤网的制备

2.1实验药品与仪器

2.1.1实验制备原料

2.1.2实验制备所需仪器

2.2复合膜及hCAGG@SSM分离膜制备方法

2.2.1瓜儿胶/柠檬酸复合膜的制备

2.2.2 hCAGG@SSM 分离膜分离膜的制备

2.3表征方法

2.3.1全反射红外光谱测试

2.3.2热分析测试

2.3.3 SEM 表面形貌测试

2.3.3 X 射线光电子能谱测试

2.3.4接触角（静态）测试

2.3.4自清洁性能测试

2.3.5油水分离性能测试

2.3.6分离膜稳定性能测试

2.4 结果分析

2.4.1红外光谱分析

2.4.2热重测试分析

2.4.3 XPS 图谱分析

2.4.3 SEM 图像分析

2.4.4接触角测试分析

2.4.5自清洁测试分析

2.4.5油水分离性能分析

2.4.7油水分离机理

2.4.8分离膜稳定性分析

2.5本章小结

第3 章 EGDE 交联明胶/钠基蒙脱土复合膜的制备及性能表征

引 言

3.1.2实验仪器与设备

3.2 EGDE 交联明胶/钠基蒙脱土复合膜的制备

3.2.1明胶/

3.2.2复合膜的制备

3.3.3热分析测试

3.3.4溶胀度测试

3.3.5 水蒸气透过率的测定

3.3.6 力学性能测试

3.4结果与讨论

3.4.1红外光谱分析

3.4.2热重测试分析

3.4.3 SEM 图像分析

3.4.5溶胀性能分析

3.4.6水蒸汽透过性能分析

3.4.7 力学性能分析

3.5 本章小结

结 论

参考文献

附录A 攻读学位期间发表的学术论文

致 谢