王虹霞， 丁克毅， 劉 軍

（西南民族大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境保護(hù)學(xué)院，四川 成都 610041）

制備工藝對(duì)果膠/殼聚糖復(fù)合膜力學(xué)性能的影響

王虹霞， 丁克毅， 劉 軍*

（西南民族大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境保護(hù)學(xué)院，四川 成都 610041）

采用5種不同工藝制備果膠/殼聚糖（PEC/CS）復(fù)合膜，研究了成膜因素對(duì)膜力學(xué)性能的影響，并利用FT-IR、XRD、SEM表征其結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：先將殼聚糖/果膠在乙酸溶液中生成絮狀沉淀，再用甲酸溶解后制備的復(fù)合膜光滑透明，拉伸強(qiáng)度能達(dá)到45.38 MPa。FT-IR分析顯示，果膠和殼聚糖通過(guò)-COOH和-NH2之間的靜電作用和氫鍵作用生成復(fù)合物。XRD分析顯示，果膠的加入降低了殼聚糖的結(jié)晶度，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了復(fù)合膜整體的力學(xué)性能。SEM分析顯示，果膠/殼聚糖復(fù)合絮狀沉淀的表面，可見(jiàn)明顯縱橫交錯(cuò)的條痕，說(shuō)明果膠和殼聚糖分子之間發(fā)生了復(fù)合反應(yīng)。

果膠，殼聚糖，復(fù)合膜，力學(xué)性能，形成機(jī)理

果膠和殼聚糖均是天然高分子線性多糖，無(wú)毒，具有良好的生物相容性和可降解性[3]。在適當(dāng)體系下，果膠和殼聚糖之間會(huì)發(fā)生復(fù)合反應(yīng)，生成果膠/殼聚糖聚電解質(zhì)復(fù)合凝膠[1-3]。當(dāng)前，藥用膠囊的主要原料是明膠。由于“瘋牛病”、“口蹄疫”等動(dòng)物性傳染病的蔓延引起的恐慌，加之“毒膠囊”事件后，市場(chǎng)對(duì)明膠膠囊的代替品——植物膠囊的需求日趨強(qiáng)烈。但是商品化的植物膠囊和動(dòng)物性膠囊比，制品易脆，材料成型性差，崩解時(shí)間不易控制，因而難以保證藥效。為此，目前已有較多的對(duì)植物多糖類物質(zhì)改性以制備優(yōu)質(zhì)藥用膠囊的研究報(bào)道，但多數(shù)集中在植物纖維素類的改性上，對(duì)果膠研究較少。四川本地大量生產(chǎn)柑橘，而柑橘果皮中含有豐富的果膠。作者采用4種不同方法制備PEC/CS復(fù)合膜，研究制備工藝對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響，并探討了復(fù)合膜的形成機(jī)理。

1 材料與方法

1.1 主要原料

果膠：酯化度66-69%，相對(duì)分子質(zhì)量50 000~ 150 000，醫(yī)用級(jí)，衢州果膠有限公司產(chǎn)品；殼聚糖，脫乙酰度≥85%，相對(duì)分子質(zhì)量10 000～50 000，天津市瑞金特化學(xué)品公司產(chǎn)品。

1.2 主要設(shè)備及儀器

AL104分析天平：梅勒-脫利多儀器有限公司產(chǎn)品；S212恒速攪拌器：上海申順生物科技有限公司產(chǎn)品；DHG-9240A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海-恒科科技有限公司產(chǎn)品；AGS-J電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：中國(guó)揚(yáng)州拓實(shí)實(shí)驗(yàn)機(jī)械有限公司產(chǎn)品；NICOLET is50傅立葉變換紅外吸收光譜儀：美國(guó)DIGILAB公司產(chǎn)品；UV-1950紫外分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限公司產(chǎn)品；XRD-6 X射線衍射儀：北京普析通用儀器有限公司產(chǎn)品；QUANTA 250掃描電鏡：FEI香港有限公司產(chǎn)品。

1.3 試樣制備

1.3.1 果膠膜、殼聚糖膜的制備稱一定量的果膠粉末溶于去離子水中配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%的果膠水溶液，用體積分?jǐn)?shù)1.0%的醋酸配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%的殼聚糖醋酸溶液，過(guò)濾，脫泡，涂膜，于45℃烘干后備用。

1.3.2 甲酸溶解絮狀沉淀的復(fù)合膜制備用體積分?jǐn)?shù)1.0%的醋酸配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的殼聚糖醋酸溶液，攪拌下按果膠、殼聚糖質(zhì)量比為5∶1、3∶1、2∶1、1∶1、2∶3、1∶2加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%的果膠水溶液，繼續(xù)攪拌2 h，得到的白色絮狀沉淀。用蒸餾水將其洗滌至中性后溶于pH=1.0的甲酸中，過(guò)濾，脫泡，涂膜，于45℃烘干后備用。

1.3.3 不同pH復(fù)合膜制備用體積分?jǐn)?shù)1.0%的醋酸配制100 mL pH=1.5、2.5、3.5、4.5、5.5，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%的殼聚糖醋酸溶液。在攪拌下加入等量等濃度的果膠水溶液，再攪拌10 min后，測(cè)得pH=2、3、4、5、6，脫泡，涂膜，于45℃烘干后備用。

1.3.4 不等比果膠/殼聚糖復(fù)合膜制備用體積分?jǐn)?shù)1.0%的醋酸配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.4%的殼聚糖醋酸溶液，在攪拌下按照殼聚糖占復(fù)合物20%、30%、40%、50%、60%的量加入等量的果膠水溶液，再攪拌10 min后，用飽和NaOH溶液調(diào)節(jié)成膜液pH=5，脫泡，涂膜，于45℃烘干后備用。

1.3.5 等比果膠/殼聚糖復(fù)合膜制備用體積分?jǐn)?shù)1.0%的醋酸配制100 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%的殼聚糖醋酸溶液，在攪拌下加入等量等濃度的果膠水溶液，再攪拌10 min后，用飽和NaOH溶液調(diào)節(jié)成膜液pH=5，脫泡，涂膜，于45℃烘干后備用。

1.3.6 果膠/殼聚糖復(fù)合絮狀沉淀對(duì)果膠膜的增強(qiáng)用體積分?jǐn)?shù)1.0%的醋酸配制100 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的殼聚糖醋酸溶液，在攪拌下加入等量等濃度的果膠水溶液，攪拌5 h后靜置5 h，再加入5 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0%的果膠溶液，混合均勻，用飽和NaOH溶液調(diào)節(jié)成膜液pH=5。脫泡，涂膜，于45℃烘干后備用。

1.4 性能測(cè)試與結(jié)構(gòu)表征

1.4.1 力學(xué)性能測(cè)試復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 1040）進(jìn)行測(cè)量。用標(biāo)準(zhǔn)樣刀將膜切成4 mm×75 mm啞鈴型長(zhǎng)條，于室溫、相對(duì)濕度65%的環(huán)境中調(diào)濕36 h至恒重，用萬(wàn)能測(cè)試儀測(cè)定膜的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率，拉引速度設(shè)定為1 mm/s，每種膜測(cè)定3個(gè)樣取平均值。

1.4.2 結(jié)構(gòu)表征UV分析：制備體積分?jǐn)?shù)0.5%的果膠-乙酸溶液與同濃度的殼聚糖—乙酸溶液和pH 1.0甲酸溶解PEC/CS（1∶1）絮狀沉淀溶液，分別以乙酸和甲酸做對(duì)照做吸光度測(cè)試；FT-IR分析：將1 cm×1 cm果膠膜、殼聚糖膜、果膠/殼聚糖復(fù)合膜分別置于光譜儀的探針處測(cè)試，間隔2 cm-1，測(cè)試范圍4 000~400 cm-1；XRD分析：電壓36 kV，電流20 mA，功率2 kW，掃描速度4°（2θ）/min；SEM分析：樣品噴金后觀察膜表面。

2 結(jié)果與討論

2.1 復(fù)合膜的力學(xué)性能分析

2.1.1 甲酸溶解絮狀沉淀制備的復(fù)合膜的力學(xué)性能為得到較為純凈的果膠/殼聚糖復(fù)合膜材料，實(shí)驗(yàn)先制備了果膠/殼聚糖反應(yīng)白色絮狀沉淀，再將該沉淀洗滌濾出，得到較為純凈的復(fù)合產(chǎn)物后，用酸溶解，涂膜。但是PEC/CS絮狀沉淀在純乙酸中都不溶解，而甲酸也是有機(jī)酸，易揮發(fā)，所以選擇甲酸溶解PEC/CS絮狀沉淀涂膜。果膠和殼聚糖的相對(duì)含量對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響見(jiàn)圖1。

圖1 甲酸溶解絮狀沉淀的復(fù)合膜的力學(xué)性能Fig.1 Mechanical property of the membrane prepared by dissolving flocculent precipitate with formic acid solution

殼聚糖分子是剛性分子，具有很好的力學(xué)性能，拉伸強(qiáng)度可達(dá)（96.32±13.13）MPa[3]；而果膠是柔性分子，成膜性能也較差。因此，殼聚糖的加入可以提高復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度。當(dāng)果膠和殼聚糖的質(zhì)量比為1：1時(shí)拉伸強(qiáng)度最大，為45.38 MPa，是動(dòng)物明膠膠囊膜材料拉伸強(qiáng)度的0.68~1.30倍[7]。

2.1.2 不同pH復(fù)合膜的力學(xué)性能為了研究成膜液pH值對(duì)復(fù)合膜力學(xué)性能的影響，試驗(yàn)了5個(gè)pH條件下成膜時(shí)力學(xué)性能變化。

圖2 不同pH復(fù)合膜的力學(xué)性能Fig.2 Mechanical property of the membrane prepared by different pH

從圖2可以看出，膜的力學(xué)性能受成膜溶液pH的影響比較明顯。在pH<3時(shí)形成的膜，具有較好的拉伸強(qiáng)度，最大能達(dá)到20.05 MPa。這是由于在pH值較低的環(huán)境下，果膠與殼聚糖之間主要以氫鍵作用為主。隨著成膜液pH值的升高，膜的拉伸強(qiáng)度在pH=5時(shí)再次達(dá)到一個(gè)最大值10.02 MPa。當(dāng)pH繼續(xù)增大為6時(shí)，果膠與殼聚糖之間主要以經(jīng)典斥力為主，形成的膜表面有較多的花斑狀區(qū)域，這說(shuō)明在該條件下，果膠和殼聚糖的相容性很差[8]。類似，復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率隨pH值的變化與其拉伸強(qiáng)度變化基本一致。在pH=5的環(huán)境下，復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到最大67.37%，這說(shuō)明此時(shí)果膠/殼聚糖復(fù)合膜具有一定的韌性。

2.1.3 不等比果膠/殼聚糖復(fù)合膜的力學(xué)性能為進(jìn)一步考察殼聚糖的濃度及在復(fù)合膜中含量對(duì)膜力學(xué)性能的影響，采用降低果膠和殼聚糖反應(yīng)液的濃度來(lái)去除涂膜液中氣泡。

從圖3可以看出，隨著殼聚糖在復(fù)合膜中濃度的增加，膜復(fù)合的的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均增加。這是由于隨著殼聚糖的增加，體系中與—COOH反應(yīng)的—NH2數(shù)量增多，形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定復(fù)雜，從而拉伸強(qiáng)度增大。而當(dāng)殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)50%之后，拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率并沒(méi)有因過(guò)量的殼聚糖破壞已形成的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)而降低，這是因?yàn)檫^(guò)量的殼聚糖均勻地填充在復(fù)合結(jié)構(gòu)中，由于殼聚糖自身特性使復(fù)合膜的力學(xué)性能繼續(xù)增大。

圖3 不等比果膠/殼聚糖復(fù)合膜的力學(xué)性能Fig.3 Mechanical property of the membrane made of very low concentration and different proportion

2.1.4 等比果膠/殼聚糖復(fù)合膜的力學(xué)性能果膠、殼聚糖以相同比例，在總質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低時(shí)直接復(fù)合成膜，膜的力學(xué)性能隨總質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化見(jiàn)圖4。

圖4 等比果膠/殼聚糖復(fù)合膜的力學(xué)性能Fig.4 Mechanical property of the membrane made of very low concentration and same proportion

從圖4可以看出，同比例果膠和殼聚糖溶液在極低濃度下制成的薄膜，拉伸強(qiáng)度隨果膠、殼聚糖混合濃度的增加呈上升趨勢(shì)，但總體力學(xué)性能比較低，均在10 MPa以下；復(fù)合膜的斷裂伸長(zhǎng)率表現(xiàn)為先減小后增大。

2.1.5 果膠/殼聚糖復(fù)合絮狀沉淀增強(qiáng)果膠膜的力學(xué)性能為了研究果膠對(duì)同比例極低濃度果膠/殼聚糖復(fù)合物的增強(qiáng)作用，先用同比例極低濃度的果膠、殼聚糖溶液生成少量白色絮狀沉淀，再向其中填充5 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的果膠，使果膠均勻分散在絮狀沉淀中，以起到增強(qiáng)作用。

從圖5可以看出，同比例果膠和殼聚糖溶液在極低濃度下反應(yīng)后，再填充高濃度果膠所制成的復(fù)合膜，拉伸強(qiáng)度先增加后減小。在兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.2%時(shí)，反應(yīng)生成的白色絮狀聚合物量少，對(duì)膜的拉伸強(qiáng)度影響不大。隨著反應(yīng)液濃度的增加，生成的果膠/殼聚糖白色絮狀聚合物增多，制成的復(fù)合膜，拉伸強(qiáng)度也增大，當(dāng)兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)均達(dá)到0.8%時(shí)，拉伸強(qiáng)度最大已達(dá)到18.74 MPa，但是超過(guò)該濃度后拉伸強(qiáng)度又減小。這是由于兩者質(zhì)量分?jǐn)?shù)均大于0.8%時(shí)，添加果膠后，溶液中產(chǎn)生較多氣泡，制成的復(fù)合膜中會(huì)有氣泡孔洞，影響膜的拉伸強(qiáng)度。綜合考慮，當(dāng)果膠、殼聚糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為0.8%時(shí)，用果膠增強(qiáng)后的復(fù)合膜拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率最佳，具有較好的剛性和韌性。

圖5 同比例果膠/殼聚糖復(fù)合絮狀沉淀對(duì)果膠膜增強(qiáng)的力學(xué)性能Fig.5 Mechanical property of composite membrane of composite flocculent precipitate made of very low and same proportion PEC/CS concentrations enhance PEC membrane

綜合圖4與圖5還可以看出，在相同成膜液濃度下，添加果膠后的復(fù)合膜拉伸強(qiáng)度均比不添加果膠制的復(fù)合膜拉伸強(qiáng)度大，最大增強(qiáng)率達(dá)到62.3%，也說(shuō)明填充果膠對(duì)復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度起到了一定的增強(qiáng)作用。

從以上5種復(fù)合膜的力學(xué)性能變化可知，復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度并不是隨著某一單組份含量的變化而成比例變化，這從宏觀上證明了復(fù)合膜中兩組份并不是以其中任一種組份為股價(jià)的簡(jiǎn)單混合，而是兩組份之間產(chǎn)生了一定的相互作用的結(jié)果，作者選擇了拉伸強(qiáng)度為45.38 MPa的PEC/CS復(fù)合膜和PEC膜、CS膜做了結(jié)構(gòu)分析試驗(yàn)。

2.2 復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)分析

2.2.1 UV分析由于PEC/CS絮狀沉淀在純乙酸中仍是絮狀，說(shuō)明其不溶解，同樣也不溶于鹽酸等無(wú)機(jī)酸，而在pH=1.0的甲酸溶液呈澄清透明溶液，故實(shí)驗(yàn)選擇了揮發(fā)性較好的甲酸溶解PEC/CS絮狀沉淀涂膜。PEC/CS復(fù)合物在pH 1.0甲酸中溶解后的狀態(tài)與pH 1.0乙酸中直接溶解的PEC、CS體系的差別，從下面紫外分析可知。

圖6 PEC/CH3COOH溶液（a）、CS/CH3COOH溶液（b）和PEC/CS/HCOOH溶液（c）的UV圖譜Fig.6 UV spectra of PEC/CH3COOH（a）、CS/CH3COOH（b）and PEC/CS/HCOOH（c）

從紫外吸收光譜圖圖6可以看出，pH 1.0乙酸中直接溶解的PEC、CS體系的λm在229 nm、223 nm處吸收峰是由于分子中含有—OH、—NH2等雜原子基團(tuán)發(fā)生n-δ*躍遷，PEC/CS復(fù)合物在pH1.0甲酸中溶解后的λm=256 nm，這是果膠和殼聚糖分子中—COOH和—NH2發(fā)應(yīng)，在酸性環(huán)境中形成O=C—N：共軛結(jié)構(gòu)的吸收峰。

2.2.2 FT-IR光譜分析果膠和殼聚糖間相互作用主要發(fā)生在果膠的—COOH和殼聚糖的—NH2之間。實(shí)驗(yàn)一般都選用醋酸溶液溶解殼聚糖，溶解后殼聚糖的—NH2變成—NH3+，不影響殼聚糖本身的性質(zhì)。作者選擇了拉伸強(qiáng)度為45.38 MPa的果膠/殼聚糖復(fù)合膜與單純的果膠膜、殼聚糖膜做了紅外吸收光譜如圖7所示。

圖7 PEC、CS和PEC/CS的紅外吸收光譜圖Fig.7 IR spectra of PEC、CS and PEC/CS

從圖7可以看出，PEC、CS和PEC/CS復(fù)合膜的紅外吸收光譜大體相似，但各自具有其主要特征峰：在 PEC的 IR譜圖中，1 747 cm-1歸屬為—COCH3中羰基的伸縮振動(dòng)吸收；1 622 cm-1歸屬為—COOH中羰基的伸縮振動(dòng)吸收；在CS的IR譜圖中，1 654 cm-1歸屬于酰胺一級(jí)結(jié)構(gòu)的伸縮振動(dòng)吸收；1 587 cm-1歸屬為酰胺二級(jí)結(jié)構(gòu)的伸縮振動(dòng)吸收；在PEC/CS譜圖中，δN-H峰移動(dòng)到1 569 cm-1，為—NH3+對(duì)稱彎曲振動(dòng)，表明果膠與殼聚糖的相互作用使氨基的化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化。1 747 cm-1處的νC=O峰大大減弱，1 616 cm-1處出現(xiàn)—COO-不對(duì)稱伸縮振動(dòng)[5]吸收峰，是發(fā)生—COOH和—NH2的次價(jià)鍵反應(yīng)形成的。這是由于果膠與殼聚糖之間存在著分子內(nèi)和分子間相互作用。事實(shí)上，復(fù)合物的穩(wěn)定可能通過(guò)帶正電荷的殼聚糖和帶負(fù)電荷的果膠之間的靜電作用獲得，還可能在果膠內(nèi)—COOH和殼聚糖內(nèi)—NH2之間，以及其官能團(tuán)，諸如—OH，—OCH3，—COOCH3之間存在分子內(nèi)氫鍵作用獲得[9]。

2.2.3 X射線衍射分析當(dāng)X射線通過(guò)晶體時(shí)，每一種結(jié)晶物質(zhì)都有自己的獨(dú)特的衍射花樣。當(dāng)其結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)，所對(duì)應(yīng)的結(jié)晶峰也會(huì)發(fā)生變化。所以可以通過(guò)XRD圖譜上結(jié)晶峰的變化來(lái)判斷果膠、殼聚糖是否發(fā)生復(fù)合反應(yīng)。

圖8 CS膜（a）、PEC膜和PEC/CS復(fù)合膜（b）的XRD圖Fig.8 XRD of CS membrane（a）、PEC membrane（b）and PEC/CS composite membrane（c）

從圖8可以看出，若殼聚糖分子、果膠分子之間沒(méi)有相互作用或相互作用很弱，則在其復(fù)合膜中會(huì)出現(xiàn)各自的結(jié)晶區(qū)，共混復(fù)合膜的衍射圖譜則按混合組分的衍射峰相對(duì)強(qiáng)度簡(jiǎn)單疊加。由于果膠的加入，復(fù)合膜中殼聚糖的結(jié)晶峰發(fā)生了明顯的變化。在各種果膠/殼聚糖復(fù)合膜中均找不到屬于殼聚糖在18°和24°的衍射峰，而10.5°處的結(jié)晶峰也明顯減弱。這是因?yàn)楣z的加入擾亂了殼聚糖鏈原有的規(guī)整排列，果膠羧基和殼聚糖氨基之間通過(guò)氫鍵作用[10]，而對(duì)殼聚糖分子原來(lái)的結(jié)晶形成干擾，復(fù)合過(guò)程形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)降低了殼聚糖的結(jié)晶度。

2.2.4 掃描電鏡（SEM）圖分析將果膠溶液加入到迅速攪拌的殼聚糖溶液中，立即產(chǎn)生白色絮狀沉淀。采用掃描電鏡（SEM）在20.00 V電壓下對(duì)果膠/殼聚糖（質(zhì)量比1∶1）反應(yīng)生成的白色絮狀沉淀和甲酸溶解白色絮狀沉淀制備的復(fù)合膜表面放大1 600倍進(jìn)行分析，結(jié)果如圖9所示。

圖9 PEC/CS（質(zhì)量比1∶1）復(fù)合絮狀沉淀（a）、極低濃度果膠/殼聚糖復(fù)合絮狀沉淀增強(qiáng)果膠膜 （b）和甲酸溶解PEC/CS（1∶1）復(fù)合絮狀沉淀復(fù)合膜（c）的SEM圖Fig.9 SEM photographs of PEC/CS （1∶1）composite flocculentprecipitate （a）、Composite flocculent precipitate made of very low PEC/CS concentrations enhance PEC membrane（b）、PEC/ CS（1∶1）composite floc membrane（c）

從圖9（a）可以看出，果膠/殼聚糖復(fù)合絮狀沉淀表面可見(jiàn)明顯縱橫交錯(cuò)的條痕，說(shuō)明果膠與殼聚糖分子間存在相互作用，這一作用可歸結(jié)為分子鏈間形成了更多的氫鍵及致密復(fù)雜的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。從圖9（b）可以看出，果膠/殼聚糖絮狀沉淀有序填充在果膠膜中，對(duì)果膠膜起到一定的增強(qiáng)作用。從圖9（c）可以看出，甲酸溶解果膠/殼聚糖絮狀沉淀制備的PEC/CS復(fù)合膜表面均勻致密平整，說(shuō)明果膠與殼聚糖之間有很好的相容性，這種良好的相容性所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)明顯地改善了復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度。

3 結(jié)語(yǔ)

采用不同工藝制備果膠/殼聚糖復(fù)合膜，通過(guò)復(fù)合膜的力學(xué)性能確定最佳制備工藝，進(jìn)一步研究了復(fù)合膜的透光性、水蒸氣透過(guò)率、溶脹性、體外降解及抗菌性等性能，提高了膜的綜合性能，為果膠/殼聚糖復(fù)合膜在食品包裝、藥用膠囊等方面的應(yīng)用提供了參考。

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Effect of Preparation Process on the Mechanical Properties of Pectin/Chitosan Composite Membrane

WANG Hongxia， DING Keyi， LIU Jun*
（College of Chemistry&Environmental Protection Engineering，Southwest University for Nationalities，Chengdu 610041，China）

Five kinds of process were applied to prepare pectin/chitosan （PEC/CS）composite membranes and the effect of membrane-forming conditions on the mechanical properties were explored，F(xiàn)T-IR，XRD and SEM were adopted to describe the structure of membrane.The results indicated that，the membrane prepared by dissolving the flocculent precipitate（formed by dissolving PEC/CS in the solution of acetic acid）with formic acid solution was smooth and transparent，and its tensile strength could reach 45.38 MPa，which was 1.42 times as that of gelatin membrane.The result of FT-IR analysis indicated that，a polyelectrolyte reaction happened between pectin and chitosan molecules through electrostatic and hydrogen bond interaction between-COOH and-NH2，and in this way，a composite material was formed.The result of XRD analysis showed that，the adding of pectin reduced the crystallinity of chitosan，a network structure was formed，and the mechanical property of the composite membrane was improved.The result of SEM analysis showed that，clear streaks could be observed in the surface of PEC/CS composite flocculent precipitate，andthis indicated the poly-reaction occurred between pectin and chitosan molecules.Based on these experiment results.

pectin，chitosan，composite membrane，mechanical property，mechanism

Q 539

A

1673—1689（2015）01—0068—06

2014-06-07

四川省科技創(chuàng)新苗子工程資助項(xiàng)目（2012CZ008）；西南民族大學(xué)研究生創(chuàng)新科研重點(diǎn)項(xiàng)目（CX2013SZ14）。

*通信作者：劉 軍（1966—），女，四川綿陽(yáng)人，副教授，主要從事高分子化學(xué)研究。E-mail：liujun106@sohu.com