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感光性天然高分子膜的制备与性能研究

赵涛  
【摘要】: 壳聚糖(CS)是一种可再生天然大分子,可用于环境友好、可降解材料。聚乙烯醇-苯乙烯基吡啶盐缩合物(PVA-SbQ)是一种新型光敏聚合物,在紫外光诱导下,能发生光二聚反应形成大分子网状结构。本文涉及光交联壳聚糖-(PVA-SbQ)共混膜、光交联壳聚糖-(PVA-SbQ)双层复合膜、壳聚糖-SbQ树脂的研究。由以下三部分组成: 第一部分通过溶液共混法,在壳聚糖膜中引入具有光二聚特性的PVA-SbQ,成膜后在紫外灯辐照下进行光交联反应,制备了光交联壳聚糖-(PVA-SbQ)共混膜。用扫描电镜、X-射线衍射、傅立叶红外等方法对膜的结构进行表征,并对膜的力学性能、吸湿率、透光率、接触角、水蒸气透过率、溶胀率等性能进行研究。实验结果表明:光交联壳聚糖-(PVA-SbQ)共混膜的表面形态比较独特;壳聚糖与PVA-SbQ分子间存在一定的氢键相互作用;光交联后,共混膜形成网状结构,有效地改善了壳聚糖膜的力学性能、吸湿性和紫外屏蔽性能等。 第二部分以壳聚糖、PVA-SbQ为膜材料,通过溶液浇铸法制备了光交联壳聚糖-(PVA-SbQ)双层复合膜。用扫描电镜等对膜结构进行了表征,并对膜的力学性能、吸湿率、透光率、水蒸气透过率、溶胀率等性能进行研究。实验结果表明:壳聚糖-(PVA-SbQ)双层复合膜剖面致密光滑,无孔洞出现,仅出现模糊地界面层;光敏聚合物PVA-SBQ的引入,壳聚糖-(PVA-SbQ)双层复合膜吸湿率降低,水蒸气透过率下降,力学性能下降,而膨胀率有所升高;在可见光范围内,壳聚糖-(PVA-SbQ)双层复合膜有较好透光率(透光率为70%以上),而对400nm以下UV有选择性吸收,紫外光完全不透过,紫外屏蔽性较好,可望在防紫外涂层材料方面得到应用。 第三部分采用希夫碱反应将SbQ接枝到壳聚糖颗粒表面,制备了壳聚糖-SbQ树脂。通过傅立叶红外、XRD、表征壳聚糖-SbQ树脂基本结构,研究了壳聚糖接枝SbQ前后对Cu2+、Co2+的吸附性能。结果表明:壳聚糖接枝SbQ反应是成功的,但是接枝率不高;壳聚糖-SbQ树脂改善了其在酸性介质中的稳定性,对金属离子有一定的吸附,在较宽pH范围的都有吸附分离功能,拓展了其应用范围。


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