魔芋葡甘聚糖薄膜和海绵材料的制备及性能研究

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本文以魔芋葡甘聚糖为原料,分别采用流延法和冷冻诱导相分离的方法,制备了魔芋葡甘聚糖薄膜和海绵材料。研究了原料的分子量、纯度,及在水和酸溶液中的溶解性能,以及溶液的流变性能;并测试了膜和海绵的各项性能,取得如下结果:(1)魔芋葡甘聚糖的纯度为96.18%,粘均分子量达到6.27×105。魔芋葡甘聚糖可以很好的溶解于水中,也可以溶解于盐酸、醋酸及硫酸溶液中。但是,在酸溶液中会发生降解,甚至造成魔芋葡甘聚糖溶液颜色的变化。通过显微镜观察其溶解情况,最终溶液中会残留少量的不溶物质。魔芋葡甘聚糖溶液的流变性呈现出典型的非牛顿流体特征,溶液的粘度随着浓度的增大而增大,随着温度和时间的增长而减小。(2)当魔芋葡甘聚糖溶液浓度为1.5%时成膜性能最好,溶液中加入0.8%的甘油,一方面改善其成膜性,另一方面改善膜的物理性能。魔芋葡甘聚糖膜经过氢氧化钠处理之后可以提高其耐水性能,氢氧化钠的浓度越大,耐水性越好,并测定其脱乙酰度达到97.75%后,此时氢氧化钠浓度为1.0%,氢氧化钠浓度的增大对膜性能影响很小。最佳工艺是1.5%魔芋葡甘聚糖溶液加入0.8%的甘油,流延成膜后,用1.0%的氢氧化钠处理,薄膜强度13.95MPa,断裂伸长率7.94%,吸水量11.01g/g。(3)采用冷冻干燥技术制备魔芋葡甘聚糖海绵,分析不同浓度魔芋葡甘聚糖制备的海绵力学性能及外观,最终采用1.5%的魔芋葡甘聚糖制备海绵。设计正交实验研究海绵的凝固工艺,最佳条件是凝固温度45℃、凝固时间为6h、氢氧化钠浓度3.0%。然后使用甘油处理海绵,改善海绵的柔韧性能。通过成型、凝固、柔软处理三个步骤,最终得到洁白无杂色,完整无裂纹的海绵,通过红外光谱、TG等测试手段来研究处理工艺对魔芋葡甘聚糖的影响。使用扫描电镜观察海绵的结构,研究海绵的孔隙结构及处理过程中微观结构的变化。并通过与海藻酸盐海绵、海藻酸盐无纺布、粘胶无纺布进行比较,柔软的魔芋葡甘聚糖海绵的强度为0.90MPa,断裂伸长率可达28.18%,吸水量22.63g/g,透气率达45.48%,魔芋葡甘聚糖海绵的强度、吸湿性能都要比后三种材料要好。
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