

聚乙二醇改性殼聚糖薄膜結構與性質(zhì)的研究
- 期刊名字:化學(xué)工程師
- 文件大?。?61kb
- 論文作者:丁明惠,蓋登宇,王高升
- 作者單位:哈爾濱工程大學(xué),哈藥集團制藥總廠(chǎng)
- 更新時(shí)間:2020-07-10
- 下載次數:次
化學(xué)工程師Sum 143 No.8Chemical Enginer2007年8月文章編號:1002 - 1124(2007 )08 -0016 -03群聚乙二醇改性殼聚糖薄膜結構與性質(zhì)的研究丁明惠' ,蓋登宇',王高升2(1.哈爾濱工程大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,黑龍訌哈爾濱15000 ;2.哈藥集團制藥總廠(chǎng),黑龍江哈爾濱150086)摘要:將殼聚糖 與聚乙二醇進(jìn)行共混,利用溶劑揮發(fā)成膜法制備了殼聚糖/聚乙二醇二元共混薄膜。通過(guò)紅外光譜、偏光顯微鏡AFM等研究了共混膜的表面形貌微結構及力學(xué)性能。結果表明:聚乙二醇可明顯改善殼聚糖薄膜的脆性,當w( PE0)≤20%時(shí),共混物各組分間有較好的相容性。偏光顯微鏡照片顯示共混膜中聚乙二醇顆粒結晶結構隨著(zhù)聚乙二醇量的增加變得更為完整。關(guān)鍵詞:共混膜;殼聚糖;聚乙二醇;力學(xué)性能;微結構中圖分類(lèi)號:0636文獻標識碼:AStructure and mechanical properties of PEO modifed chitosan flmsDINGMing-hui',GAIDeng-yu',WANGGao-sheng'(1. Institute of Material Science and Chemisty Engineeing, Harbin Engineering University, Habin 150001 ,China;2. Pharmaceutical Factory , Hayao Group, Harbin 150086 , China)Abstract:A series of composte films of chitosan/ PEO blend were prepared by casting the solutions. The心suls of FTIR indicate that there are not strong interaction between the PEO and chitosan. In addition,AFM inves-tigation prove membrane surface of the blend system would be more coarse with addition of polyethylene glycol.AFM also showed that the polymer system has a better degree of miscibility when切(PE0)≤20% . The mechani-cal properties of the composite flms were tested, it shows the mechanical properties of blend flms greatly in-creased when PEOs are 10( wt)% and 15( wt)%。Polarmicrography showed that PEO is sphere crystal in blendfilms when PE0 is 20( wt)%.Key words:blend flms ;chitosan; PE0; mechanical properties; microstructure殼聚糖為(1,4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-β優(yōu)異的成膜性能,可制作超濾膜、滲透膜、氣體分離-D-葡萄糖,由甲殼素脫乙?;?,是一種極為膜、固化酶膜、離子交換膜、醫學(xué)用膜等。目前殼聚豐富的天然再生資源,具有無(wú)毒、無(wú)副作用、生物相糖膜已成為研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)12)。容性好、可生物降解、可殺菌等特點(diǎn)。殼聚糖具有殼聚糖分子屬于剛性分子,純殼聚糖膜力學(xué)性能差,比較脆,限制了殼聚糖薄膜的應用范圍。聚乙二醇為人工合成的聚合物,具有很好的生物相容收稿日期:2007 -05 -17作者簡(jiǎn)介:丁明惠(1973-),男,黑龍江省哈爾濱市人,博士研究生,材性和抗血拴形成的能力”4。合成條件不同,聚乙料學(xué)專(zhuān)業(yè)。二醇的分子量可由幾百變化到上百萬(wàn),高分子量的參考文獻1994, (12) :29-30.[1] [蘇]N. H.勃拉圖斯著(zhù),劉樹(shù)文譯.香料化學(xué)[M].北京:輕[5] 羅 玉梅,羅義,目寶蘭,楊水金磷鎢酸催化合成丁酮乙二醇縮工業(yè)出版社, 1984.250.酮[J].化學(xué)推進(jìn)劑與高分子材料2003,1(5):9 -10.[2]李述 文,范如霖編譯.實(shí)用有機化學(xué)手冊[M].上海:上??萍糩6中國煤化工k聚苯胺催化劑催化合成出版社,1981.319.CN M H 2)12122.[3]高錦章 ,魏云霞,王雪梅.楊武以磷鎢雜多酸銀鹽為催化劑合[7]州嶼,T.網(wǎng)們雙取工陽(yáng)西丁又伏樹(shù)脂催化合成乙酸己酯的成丁酮乙二醇縮酮[J].化學(xué)研究與應用,2006, 18(10);1167研究[].研究與開(kāi)發(fā),2006 ,30:16 -18.- 1170.[8] 董鏡華,黃楚儒, 楊水金. SO一/TO2 - WO,催化合成丁酮縮[4]俞善信, 彭紅陽(yáng)三氯化鐵催化合成縮醛酮[J].現代化工,乙二醇[J].精細石油化工,004,(4) :25 -27.2007年第8期丁明惠等:聚乙二醇改性殼聚糖薄膜結構與性質(zhì)的研究17聚乙二醇具有很好的成膜性能,且形成的薄膜具有常通過(guò)觀(guān)察紅外特征峰的變化來(lái)判斷共混物之間很好的柔韌性5。Parag Kolhe 等I61研究證明殼聚是否形成了化學(xué)鍵。糖與聚乙二醇共混能比接枝更有效地提高殼聚糖殼聚糖薄膜聚乙二醇薄膜、殼聚糖/聚乙二醇膜的力學(xué)性能。共混薄膜(聚乙二醇為20% )的紅外光譜見(jiàn)圖1。本文擬通過(guò)溶劑蒸發(fā)法制備殼聚糖/聚乙二醇二元共混薄膜,通過(guò)紅外光譜、偏光顯微鏡、AFM對共混溥膜的結構進(jìn)行了表征,并研究了共混膜的力學(xué)性能的變化。@聚乙二醇腠0殼聚糖膜C殼聚糖聚乙二醇共混友1實(shí)驗部分(聚乙二醇地t為2N(w的)4000 3500 3000 2500 20000 1500 10001.1主要原料波長(cháng)/em~'殼聚糖,Mw為40萬(wàn),脫乙酰度90%(浙江金殼圈1薄膜的紅外光譜圖生物化學(xué)有限公司);聚乙二醇,Mw為60萬(wàn),從圖中1可以看出,殼聚糖薄膜具有4個(gè)典型( Aldrich公司) ;其余試劑均為分析純。的特征吸收峰!”J :在3500 ~ 3100cm"'之間的寬峰為1.2薄膜的制備N(xiāo)- H鍵和0H..O鍵的振動(dòng)峰;在2875cm~-'處的稱(chēng)取適量的殼聚糖和聚乙二醇分別溶解在1%弱峰為CH的振動(dòng);1627cm-'處為氨基I的振動(dòng);的冰醋酸溶液中配成濃度為2( wt) %的殼聚糖和聚1535cm -處為氨基II的振動(dòng)。對于聚乙二醇薄膜乙二醇的冰醋酸溶液。量取適量的2%殼聚糖和聚而言,在2885cm-'處的吸收峰是由于CH2鍵的振乙二醇溶液在200r●min-' 的機械攪拌下混合1.動(dòng)[8,這個(gè)吸收峰與殼聚糖薄膜的吸收峰是重合.5h,制備出聚乙二醇的濃度分別為2.5%、5%、的。從共混薄膜的紅外吸收峰來(lái)看,共混薄膜的吸10%、15%、20%的共混溶液。將共混溶液靜止放置收峰包含了殼聚糖和聚乙二醇的特征吸收峰且吸12h除去氣泡。收峰的位置沒(méi)有出現漂移,這說(shuō)明殼聚糖與聚乙二薄膜的制備采用溶劑揮發(fā)成膜法,將上述共混醇共混時(shí)沒(méi)有形成化學(xué)鍵和氫鍵,沒(méi)有形成氫鍵的溶液緩慢地傾倒在直徑為50mm的聚苯乙烯的表面原因可能在于實(shí)驗中所用的聚乙二醇分子量高達皿中,在40C下干燥24h,然后在真空下干燥12h,60萬(wàn),與殼聚糖形成氫鍵的可能性很小。將膜剝落置于干燥器中保存。制備的薄膜厚度約2.2共混膜的結晶性為50μm。聚乙二醇是半結晶性聚合物,研究聚乙二醇在1.3共混 膜結構表征及力學(xué)性能測試共混薄膜中的結晶性非常重要,這可能會(huì )影響到共力學(xué)性能測試所用薄膜試樣的尺寸為30mm x混薄膜的力學(xué)性能。共混薄膜的偏光顯微鏡照片5mm X 50μm。測試使用Instron 1185型萬(wàn)能材料實(shí)見(jiàn)圖2。驗機(英國Instron 國際有限公司),按國家標準GB/T1040 - 1992測量膜的拉伸強度、斷裂伸長(cháng)率(e, %),拉伸速率為2mm●min ~'。共混薄膜的結晶性通過(guò)Stemi2000 蔡司偏光顯微鏡來(lái)表征,偏光顯微鏡的放大倍數為100倍。紅外測試在Spectrum One型紅外光譜儀(PE公司)上進(jìn)行,將共混膜固定在FTIR - ATR附件108pm100pum上,獲得波段在4000 ~ 650cm -1之間的成鍵情況。(2)聚乙二醇量為10(wt)% (b) 聚乙二醵量為20(wt)9%使用AJ- lI型原子力顯微鏡(.上海愛(ài)建納米中國煤化工顯微鏡照片科技發(fā)展有限公司)來(lái)觀(guān)察膜的表面形貌。MCNMHG身出,當聚乙二醇的2結果與討論量增加到cU兒的叮以工六仳得膜中看到明顯的聚乙二醇球晶。2.1紅外分析2.3共混薄膜的表面形態(tài)當兩種或兩種以上的物質(zhì)進(jìn)行共混時(shí),我們通圖4為共混薄膜的原子力顯微鏡照片,從AFM丁明惠等:聚乙二醇改性殼聚糖薄膜結構與性質(zhì)的研究2007年第8期照片中可以看出殼聚糖薄膜和聚乙二醇薄膜的表的力學(xué)性能與殼聚糖薄膜相似,隨著(zhù)聚乙二醇的增面是平滑的均勻地分布著(zhù)短的釘狀物。粗糙度分加提高了共混膜的柔韌性,當聚乙二醇的量增加到析結果表明,隨著(zhù)聚乙二醇量的增加共混膜的表面20%時(shí)共混膜中出現明顯的聚乙二醇球晶導致共在納米尺度上變得比殼聚糖薄膜粗糙。當聚乙二混膜的柔韌性變差??梢?jiàn)殼聚糖中填加合適比例醇的量增加到20%時(shí)也沒(méi)有出現相分離,這說(shuō)明殼的聚乙二醇可以改善殼聚糖的脆性。聚糖與聚乙二醇之間具有很好的相容性,共混時(shí)混合得非常均勻。3結論采用溶劑揮發(fā)成膜法制備了殼聚糖/聚乙二醇二元共混薄膜。共混膜的紅外光譜表明殼聚糖與聚乙二醇共混為物理共混,它們之間沒(méi)有形成化學(xué)gon鍵。偏光顯微鏡照片結果顯示隨著(zhù)聚乙二醇量的. J00增加共混膜的結晶性增加。聚乙二醇的量為10100(wt)%和15( wt)%時(shí)殼聚糖/聚乙二醇膜的應力-1000應變曲線(xiàn)表現為非晶態(tài)聚合物的力學(xué)行為,共混膜斷裂時(shí)的應變分別為11.3%和13. 2% ,這說(shuō)明殼聚(a)聚乙二醇膜(b)殼聚糖膜糖與聚乙二醇物理共混可以明顯改善殼聚糖的脆性。AFM測試結果表明共混膜的表面與殼聚糖薄膜的表面相比更為粗糙,二者共混時(shí)沒(méi)有出現明顯的相分離。參考文獻[1]張啟鳳,陳國華,范金石殼聚糖術(shù)生物的結構表征和應用性108能[J]日用化學(xué)工業(yè)2003 ,33(5) :298 -301.[2] Madihally S V, Matthew H W T. Porous chitosan seafolds for tisPEO 20%PEO chitosansue enineing[J]. Bionaterial,1999, 20 (12), 133-11421.1(0殼聚糖秦乙二醇共混薄膜(d)薄膜的粗物度[3] P A Pualakkainen, et al. The Enhancement in wound healing by(聚乙二醇量為20(wt)96)transformning growth factor- bela1 (TCF- beta 1) depends on圖3薄膜的 AFM照片the topical delivery ayetem[J]. Sung. Res, 1995, 58 (3):321 -329.2.4共 混薄膜的力學(xué)性能[4] P Kofinas, V Athuasiou, E w Merill Hydrogels prepared by e共混膜的應力一應變曲線(xiàn)見(jiàn)圖4。lectron iradiation of poly (et hylene oxide) in water solution:un-expected dependence of Cr0ss - link density and protein diffusioncoefficients on inilial PEO molecular weight [ J]. Bionaterials,1996, 17 (15): 1547 - 1550.間25mjh時(shí)SwisE[5] M E McNeill,N B Craham. Propertie Cortroling the difusion and的10wmiFrelease of water - soluble solhtes from poly( ethylene oxide) I:利I5wiFEderie gometry[J]. Biomater. Sci. Polym. Ed,1996,7( 11):937- 951. .051D152025303540451換hrm6] Parng Kolle , Rangarananjan Kannan K. Imprvement in ducility圖4薄膜的應力 -應變曲線(xiàn)of chitosan through blending and copalymerization with PEG: FTIR從曲線(xiàn)對比可看出,當聚乙二二醇的量小于5%investigation of molecular interactions [ J ]. Biomacromolecules,2003 ,4<1):173 - 180.時(shí)共混膜呈現明顯的脆性斷裂,當共混薄膜中聚乙[7Zain N M,A K Arof. Structural and electical proeries of poly二醇的量為10%和15%時(shí)共混膜表現出非晶態(tài)聚complexes[J]. Mat. Si.合物的力學(xué)行為,應變明顯增加,聚乙二醇為10% .中國煤化工和15%的共混膜斷裂時(shí)的應變分別為11.3%和[8FHC N M H Gion tansition of si fhroin13. 2% ,當聚乙二醇的量增加到20%時(shí)共混膜又呈induced by blending chitosan[J]. Polyner Sci. B, 1997 , 35:明顯的脆性斷裂,應變量減小。力學(xué)性能的變化可2293 - 2296.以這樣解釋,當聚乙二醇的量低于5%時(shí)共混薄膜.
-
C4烯烴制丙烯催化劑 2020-07-10
-
煤基聚乙醇酸技術(shù)進(jìn)展 2020-07-10
-
生物質(zhì)能的應用工程 2020-07-10
-
我國甲醇工業(yè)現狀 2020-07-10
-
JB/T 11699-2013 高處作業(yè)吊籃安裝、拆卸、使用技術(shù)規程 2020-07-10
-
石油化工設備腐蝕與防護參考書(shū)十本免費下載,絕版珍藏 2020-07-10
-
四噴嘴水煤漿氣化爐工業(yè)應用情況簡(jiǎn)介 2020-07-10
-
Lurgi和ICI低壓甲醇合成工藝比較 2020-07-10
-
甲醇制芳烴研究進(jìn)展 2020-07-10
-
精甲醇及MTO級甲醇精餾工藝技術(shù)進(jìn)展 2020-07-10