壳聚糖在等离子体酸中的溶解及壳聚糖膜的制备
Dissolution of Chitosan in the Plasma Aeii ard tliePreparation of Chitosan Membrane.
壳聚糖广泛应用于生物医药、纺织及环保等领域.目前,溶解壳聚糖的溶剂包括盐酸、醋酸、苯甲酸、氢氟酸等,具有污染环境、废液处理困难的缺点.本课题利用常压介质阻挡放电等离子体技术,对去离子水进行放电处理,得到酸性液体,即等离子体酸,探索放电条件与等离子体酸pH的关系.其次,对壳聚糖进行溶解,获得壳聚糖在等离子体酸中溶解的最佳条件.最后,通过流延法和静电纺丝的方法制备了壳聚糖膜、壳聚糖/氧化石墨烯复合膜以及壳聚糖纳米纤维膜.具体结论如下:1.随着等离子体放电时间的延长,等离子体酸的酸性逐渐增强.在功率125W,极距8mm,放电时间为15min时,制备了 pH值为1.07的等离子体酸.此时,壳聚糖在等离子体酸中的溶解浓度为1%,溶液表面张力43.09mN/m,电导率4.62ms/cm,粘度13.30mPa·s,选择此壳聚糖溶液作为制备壳聚糖膜的原液.2.将壳聚糖原液通过流延法制备纯壳聚糖膜.同时,加入0.5%的氧化石墨烯,制备壳聚糖/氧化石墨烯复合膜.并通过傅立叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜、热重、接触角、力学及抗菌等测试方法表征膜的性能.结果表明:壳聚糖膜具有晶体结构和较好的亲水性、抗菌性,且氧化石墨烯在壳聚糖基质中有着良好的分散性,氧化石墨烯的加入,改善了壳聚糖膜的表面形貌,使复合膜表面变得平整、光滑.同时,也提高了复合膜的机械强度.3.将壳聚糖原液进行静电纺丝.通过扫描电子显微镜对纳米纤维进行形貌分析,通过自制的雾霾测试仪测试样品的防霾效果.结果证明,壳聚糖/等离子体酸溶液纺丝困难.加入PVA后,溶液的可纺性能提高.在壳聚糖/等离子体酸/PVA/水体系中,10%PVA水溶液与1%壳聚糖等离子体酸溶液在7:3时,纺丝效果最佳,纤维表面形貌较好,分布均匀,直径可达200-240nm.在壳聚糖/等离子体酸/PVA体系中,由1%壳聚糖与6%PVA组成的复合体系可纺性优于1%壳聚糖与10%PVA的复合体系,纳米纤维直径分别均匀,直径可达130-150nm.两种方法相比,壳聚糖/等离子体酸/PVA体系操作方便,体系壳聚糖浓度较高,纤维直径较细,防霾效果较好.
- 作者：
- 张蕾
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 纺织科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 王迎
- 中图分类号：
- O636.1
- 关键词：
- 壳聚糖溶液；等离子体酸；壳聚糖膜；纳米纤维膜
- chitosan solution； plasma acid； chitosan membrane； nanofiber membrane