降香黄檀/纤维素抗菌复合膜的疏水改性

发布时间：2021-10-25 04:29

　　为改善纤维素薄膜易吸潮的缺点,并保持其生物可降解性,利用安全无毒、可食用的单硬脂酸甘油酯、大豆卵磷脂,对降香黄檀/纤维素抗菌共混膜表面进行疏水改性。将两种小分子溶液用旋涂法涂覆于薄膜表面,并对改性后复合膜的分子结构、疏水性能、力学性能、透光性能以及阻隔性能进行系统研究。实验结果表明,单硬脂酸甘油酯改性后的复合膜具有优异的疏水性,接触角为103.8°,具有良好的力学性能,拉伸强度为154.57MPa,良好的阻气阻水性能,优于市场上商用聚偏氯乙烯（PVDC）纤维素复合膜,而复合膜透光性较差,透光率仅在30%。而大豆磷脂改性后的复合膜疏水性能稍差。因此,单硬脂酸甘油酯改性后的纤维素复合膜不易吸潮,且具有优良的性能和商业价值。 

【文章来源】：纤维素科学与技术. 2020,28(02)CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

降香黄檀/纤维素复合膜的透光性能

图3为四种复合膜的接触角照片，接触角数据列于表1。降香黄檀/纤维素共混膜接触角为36.7o，表现出很强的亲水性，而改性后的复合膜表面的亲水性都有所降低。MG的甘油基能与纤维素表面的羟基形成氢键，而另一端为硬脂酸脂肪链，脂肪链长度长，能阻隔水分与纤维素表面的接触，改性后的复合膜表现出很强的疏水性。SL的磷脂基团有很强的亲水性，而另一端两根脂肪链由于空间位阻大，排列不规整，易相互缠结而发生团聚，使其在纤维素表面分布不均，复合膜接触角仅提高到69.5o。PVDC涂层复合膜的疏水性较好，接触角为81.0o，而MG改性后的复合膜疏水性能更优，接触角为103.8o，同时可以改善复合膜易吸潮的特点。2.3 四种复合膜的表面形貌

图1为单硬脂酸甘油酯（MG）与大豆卵磷脂（SL）改性降香黄檀/纤维素共混膜表面亲水性的机理图。如图1a所示，MG为直链双亲性小分子，一端为甘油基，带有两个空余的羟基，能与共混膜表面羟基形成氢键；另一端为疏水脂肪长链，远离共混膜表面。如图1b所示，SL一端为亲水性的磷酸基团，基团中的氧原子可与共混膜表面的羟基形成氢键，而疏水性的脂肪链与磷脂基团通过酯键相连。与MG不同的是，SL为双分子结构，磷脂基团与两条脂肪链相连，且链长度小于MG。图2为四种膜红外谱图。曲线a中，降香黄檀/纤维素共混膜的红外图谱呈现典型的再生纤维素特征[16],3600～3000 cm-1处的宽峰对应于纤维素中的O-H拉伸振动。曲线b中，3600～3000 cm-1处羟基吸收峰明显降低，而在3000～2800 cm-1处CH3、CH2的C-H拉伸振动的吸收峰信号增强，说明MG中的长链结构与共混膜的表面相连。而1740 cm-1处的吸收峰来源于MG中的酯键。曲线c中，3600～3000 cm-1处的O-H拉伸振动的吸收峰仍较强，这是因为SL中有两条脂肪链，呈现支化结构，易与相邻SL分子中的脂肪链相互缠结，而发生团聚现象。因此，SL溶液在纤维素表面分布不匀，使得纤维素表面的羟基没有被全部覆盖。曲线d为商用PVDC涂层纤维素膜，其3600～3000 cm-1处羟基吸收峰强度较低，这说明PVDC涂层膜表面的羟基被覆盖，表面的亲水性降低。与PVDC涂层相比，MG改性后复合膜羟基吸收峰信号更弱，疏水改性效果更佳。

【参考文献】：
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本文编号：3456651