交联壳聚糖/蒙脱土复合膜的制备及性能研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.03.010

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (3): 58-63.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.03.010

交联壳聚糖/蒙脱土复合膜的制备及性能研究

谢玉¹^,³, 王立梅²^,³, 齐斌¹^,²()

^1.苏州大学药学院，江苏苏州 215000
^2.常熟理工学院生物与食品工程学院，江苏常熟 215500
^3.苏州市食品生物技术重点实验室，江苏常熟 215500

收稿日期:2021-10-20 出版日期:2022-03-26 发布日期:2022-03-25
通讯作者: 齐斌（1965—），男，教授，博士，从事生物化工研究工作，qibin65@126.com
E-mail:qibin65@126.com
基金资助:
江苏省科技厅重点研发计划(BE2020386);苏州市科技计划项目(SS201931)

Preparation and properties of crosslinked chitosan/montmorillonite composite films

XIE Yu¹^,³, WANG Limei²^,³, QI Bin¹^,²()

^1.College of Pharmaceutical Sciences，Soochow University，Suzhou 215000，China
^2.College of Biological Engineering，Changshu Institute of Technology，Changshu 215500，China
^3.Key Laboratory of Food and Biotechnology of Suzhou，Changshu 215500，China

Received:2021-10-20 Online:2022-03-26 Published:2022-03-25
Contact: QI Bin E-mail:qibin65@126.com

摘要/Abstract

摘要：

以壳聚糖（CS）为基质材料，蒙脱土（MMT）为填料，采用戊二醛（GA）交联改性并结合溶液插层法制备了交联壳聚糖/蒙脱土（CS/GA/MMT）复合膜。通过扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪及热重分析仪对复合膜的结构进行了表征，考察了MMT用量对复合膜的吸水性能、水蒸气阻隔性能和力学性能的影响。结果表明，交联改性CS可提高CS膜的耐水性，CS/GA膜的吸水率较CS膜降低了9.6 %；MMT可提高复合膜的耐水性、水蒸气阻隔性能、力学性能和热稳定性；当MMT的用量为CS质量的5 %时，复合膜的各项性能较好，吸水率、水蒸气透过率和断裂伸长率较CS膜分别降低了37.3 %、36.7 %和41.9 %，且拉伸强度提高了160.5 %。

关键词: 交联壳聚糖, 蒙脱土, 复合膜, 耐水性, 热稳定性

Abstract:

Crosslinked chitosan （CS）/montmorillonite （MMT） composite films were prepared through a solution intercalation method using CS as a matrix， MMT as a filler， and glutaraldehyde （GA） as a crosslinking agent. Their structure and properties were characterized using infrared spectroscopy， scanning electron microscopy， X?ray diffraction， and thermogravimetric analysis. The effect of MMT content on the water uptake， water vapor barrier and mechanical properties of the composite films were investigated. The results indicated that the composite films exhibited an improvement in water resistance， and their water uptake ratio decreased by 9.6 % compared to that of pure CS film. The introduction of MMT improved the water resistance， water vapor barrier property， mechanical performance， and thermal stability of the composite films. The composite films exhibited better comprehensive properties at a MMT content of 5 wt% in the CS domain. Compared to pure CS film， the composite films presented a decrease in water uptake ratio， water vapor transmission rate， and elongation at break by 37.3 %， 36.7 %， and 41.9 %， respectively. Their tensile strength increased by 160.5 %. The composite films exhibit potential applications as a food packaging material.

Key words: crosslinked chitosan, montmorillonite, composite film, water resistance, thermal stability

中图分类号:

TQ325.

谢玉, 王立梅, 齐斌. 交联壳聚糖/蒙脱土复合膜的制备及性能研究[J]. 中国塑料, 2022, 36(3): 58-63.

XIE Yu, WANG Limei, QI Bin. Preparation and properties of crosslinked chitosan/montmorillonite composite films[J]. China Plastics, 2022, 36(3): 58-63.

图/表 8

图1 CS膜及其复合膜断面的SEM照片（×5 000）

Fig.1 SEM of CS and its composite films（×5 000）

图2 MMT、CS膜及其复合膜的XRD谱图

Fig.2 XRD patterns of MMT，CS and its composite films

图3 MMT、CS膜及其复合膜的FTIR谱图

Fig.3 FTIR spectra of MMT，CS and its composite films

图4 CS膜及其复合膜的TG曲线

Fig.4 TG curves of CS and its composite films

样品编号	T_{5 %}/℃	T_{30 %}/℃	T_{50 %}/℃
CS	56.9	181.7	282.5
CS/GA	54.9	179.8	279.4
CS/GA/MMT1	85.8	235.0	295.9
CS/GA/MMT3	97.1	265.1	307.4
CS/GA/MMT5	97.5	278.7	351.2

表1 CS膜及其复合膜的TGA数据

Tab.1 TGA data of CS and its composite films

图5 CS膜及其复合膜的吸水率

Fig.5 Water absorption ration of CS and its composite films

图6 CS膜及其复合膜的水蒸气透过率

Fig.6 Water vapor transmission rate of CS and its composite films

图7 CS膜及其复合膜的力学性能

Fig.7 Mechanical properties of CS and its composite films

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