木質(zhì)纖維素抗菌保鮮膜的制備與性能研究
發(fā)布時間:2021-01-14 06:46
食品質(zhì)量與安全一直都是食品生產(chǎn)企業(yè)和廣大消費者密切關(guān)注的問題,各種以保鮮為目的包裝技術(shù)開發(fā)和包裝材料研制已然成為當(dāng)前科學(xué)發(fā)展的前沿和熱點。以纖維素為基體的可降解保鮮膜無毒無害、廉價易得,相對于傳統(tǒng)塑料保鮮膜具有明顯的優(yōu)勢。選擇合適的抗菌劑,開發(fā)高抗菌能力且對人體無害的纖維素基抗菌保鮮薄膜并應(yīng)用于食品保鮮包裝領(lǐng)域,具有重要的意義和價值。本文以廉價的楊木木片為原料,通過綠色環(huán)保的處理方法得到高聚合度、高純度纖維素,將纖維素溶解并流延制成再生纖維素膜。通過不同方法分別制備有機相納米銀溶液、N-苯甲基-N,N-二乙基殼聚糖季銨鹽、季銨化改性纖維素三種抗菌劑。將抗菌劑作為填料與纖維素復(fù)合制成載銀纖維素復(fù)合膜、殼聚糖季銨鹽-纖維素復(fù)合膜、季銨化改性纖維素共混纖維素復(fù)合膜三種抗菌纖維素膜。通過掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜、X射線衍射、核磁共振、高效液相色譜、熱重等技術(shù)手段對纖維素、抗菌劑和纖維素抗菌膜的形態(tài)、化學(xué)結(jié)構(gòu)及性能進行表征分析。通過最低抑菌濃度、最低殺菌濃度,抑菌圈法、“貼膜法”、“浸漬培養(yǎng)法”測試抗菌劑與薄膜的抗菌性能。通過電感耦合等離子色譜、氣質(zhì)聯(lián)用、倒置顯微鏡等分...
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:118 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-4沉浸凝膠法制膜過程??Fi.?1-4?Film?formationrocessbimmersionreciitation??
ATRP改性纖維素復(fù)合膜研究現(xiàn)狀??纖維素鏈段結(jié)構(gòu)中有3個具有反應(yīng)活性的羥基,其中C6位的羥基活性最高,常被??用于酯化、醚化、氧化、偶聯(lián)劑及接枝共聚等化學(xué)改性[153]。在所有聚合反應(yīng)中,1995??年由KrzysztofMatyjaszewski教授與MitsuoSawamoto教授同時提出的原子轉(zhuǎn)移自由基聚??合(Atom?Transfer?Radical?Polymerization,ATRP)因己具有大量可用的單體、引發(fā)劑及??催化劑而倍受關(guān)注[154i。其反應(yīng)原理可以概括為圖1-5所示"551,在反應(yīng)引發(fā)階段中,具??有還原價態(tài)的過度金屬催化劑與需要聚合的單體結(jié)合,并從纖維素引發(fā)劑R-X中奪取鹵??素原子X,使纖維素引發(fā)劑形成具有自由基的結(jié)構(gòu)R??。單體自身結(jié)合成為高價態(tài)Mtn+lX,??成為休眠種。自由基結(jié)構(gòu)具有反應(yīng)活性,并會繼續(xù)引發(fā)烯烴類單體M加成反應(yīng)形成R-??M??。此時R-M??即可與休眠種Mtn+1X發(fā)生終止反應(yīng)生成R-M-X重新變?yōu)樾菝叻N,也可??不斷引發(fā)單體M反應(yīng)得到R-Mn??,直至發(fā)生終止反應(yīng)得到最終產(chǎn)物R-Mn-X。??K??R——X?+?Mtn?7?fCt?■‘?|?R*?+?Mtn+1x|??^deact??V??r?r??R—M—X?+?Mtn?——|R—M??+?Mtn+1X|??Kact??R:弓I發(fā)劑X:?g素M:聚合物單體t:催化劑??圖1-5原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)機理??Fig.?1-5?Reaction?mechanism?ATRP??ATRP催化劑體系通常包含催化劑(如氯化亞銅、溴化亞銅、氯化鐵等具有還原價??態(tài)的過渡金屬化合物)與提高催化劑活性的配體(如三
紅外光譜(FTIR)、核磁共振(NMR)、激光粒度儀(LPSA)表征產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)??以分析季銨化改性纖維素的合成情況、化學(xué)性質(zhì)及銨化改性纖維素溶液中顆粒的粒徑大??小分布情況,為其抗菌性分析及后續(xù)制膜對薄膜性能的影響提供理論支撐。??3.2硝酸乙醇-機械處理對纖維素性能影響研究??3.2.1硝酸乙醇-機械法反應(yīng)原理及對纖維聚合度的影響??通過分析硝酸乙醇-機械法處理楊木纖維反應(yīng)過程及原理,有助于后續(xù)從微觀層面??上解釋處理后纖維形態(tài)及性質(zhì)變化。硝酸乙醇-機械法處理纖維試樣反應(yīng)過程如圖3-1所??示。圖中反應(yīng)過程可以概括為:硝酸將木素及半纖維素氧化水解溶出,乙醇能夠更好的??溶解被氧化水解的組分,同時保護纖維不被硝酸水解和氧化,反應(yīng)過程中輔助機械分散??可加快硝酸乙醇溶液浸潤纖維原料的速率以提升反應(yīng)效果。因此采用硝酸乙醇-機械法??能夠達到提取纖維素的目的。??木質(zhì)索-半纖維its合^—??硝酸乙醇協(xié)同機械分散處理??圖3-1硝酸乙醇-機械法處理纖維試樣反應(yīng)過程??Fig.?3-1?Reaction?process?of?fiber?sample?treated?by?Nitric?Acid-Ethanol?method??纖維原料在硝酸乙醇溶液中發(fā)生的降解反應(yīng)屬于稀酸水解,反應(yīng)為多相水解。試樣??-27-??
本文編號:2976427
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:118 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1-4沉浸凝膠法制膜過程??Fi.?1-4?Film?formationrocessbimmersionreciitation??
ATRP改性纖維素復(fù)合膜研究現(xiàn)狀??纖維素鏈段結(jié)構(gòu)中有3個具有反應(yīng)活性的羥基,其中C6位的羥基活性最高,常被??用于酯化、醚化、氧化、偶聯(lián)劑及接枝共聚等化學(xué)改性[153]。在所有聚合反應(yīng)中,1995??年由KrzysztofMatyjaszewski教授與MitsuoSawamoto教授同時提出的原子轉(zhuǎn)移自由基聚??合(Atom?Transfer?Radical?Polymerization,ATRP)因己具有大量可用的單體、引發(fā)劑及??催化劑而倍受關(guān)注[154i。其反應(yīng)原理可以概括為圖1-5所示"551,在反應(yīng)引發(fā)階段中,具??有還原價態(tài)的過度金屬催化劑與需要聚合的單體結(jié)合,并從纖維素引發(fā)劑R-X中奪取鹵??素原子X,使纖維素引發(fā)劑形成具有自由基的結(jié)構(gòu)R??。單體自身結(jié)合成為高價態(tài)Mtn+lX,??成為休眠種。自由基結(jié)構(gòu)具有反應(yīng)活性,并會繼續(xù)引發(fā)烯烴類單體M加成反應(yīng)形成R-??M??。此時R-M??即可與休眠種Mtn+1X發(fā)生終止反應(yīng)生成R-M-X重新變?yōu)樾菝叻N,也可??不斷引發(fā)單體M反應(yīng)得到R-Mn??,直至發(fā)生終止反應(yīng)得到最終產(chǎn)物R-Mn-X。??K??R——X?+?Mtn?7?fCt?■‘?|?R*?+?Mtn+1x|??^deact??V??r?r??R—M—X?+?Mtn?——|R—M??+?Mtn+1X|??Kact??R:弓I發(fā)劑X:?g素M:聚合物單體t:催化劑??圖1-5原子轉(zhuǎn)移自由基聚合反應(yīng)機理??Fig.?1-5?Reaction?mechanism?ATRP??ATRP催化劑體系通常包含催化劑(如氯化亞銅、溴化亞銅、氯化鐵等具有還原價??態(tài)的過渡金屬化合物)與提高催化劑活性的配體(如三
紅外光譜(FTIR)、核磁共振(NMR)、激光粒度儀(LPSA)表征產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)??以分析季銨化改性纖維素的合成情況、化學(xué)性質(zhì)及銨化改性纖維素溶液中顆粒的粒徑大??小分布情況,為其抗菌性分析及后續(xù)制膜對薄膜性能的影響提供理論支撐。??3.2硝酸乙醇-機械處理對纖維素性能影響研究??3.2.1硝酸乙醇-機械法反應(yīng)原理及對纖維聚合度的影響??通過分析硝酸乙醇-機械法處理楊木纖維反應(yīng)過程及原理,有助于后續(xù)從微觀層面??上解釋處理后纖維形態(tài)及性質(zhì)變化。硝酸乙醇-機械法處理纖維試樣反應(yīng)過程如圖3-1所??示。圖中反應(yīng)過程可以概括為:硝酸將木素及半纖維素氧化水解溶出,乙醇能夠更好的??溶解被氧化水解的組分,同時保護纖維不被硝酸水解和氧化,反應(yīng)過程中輔助機械分散??可加快硝酸乙醇溶液浸潤纖維原料的速率以提升反應(yīng)效果。因此采用硝酸乙醇-機械法??能夠達到提取纖維素的目的。??木質(zhì)索-半纖維its合^—??硝酸乙醇協(xié)同機械分散處理??圖3-1硝酸乙醇-機械法處理纖維試樣反應(yīng)過程??Fig.?3-1?Reaction?process?of?fiber?sample?treated?by?Nitric?Acid-Ethanol?method??纖維原料在硝酸乙醇溶液中發(fā)生的降解反應(yīng)屬于稀酸水解,反應(yīng)為多相水解。試樣??-27-??
本文編號:2976427
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