本文關(guān)鍵詞：魔芋葡甘聚糖基成膜乳液相行為與流變特性研究

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【摘要】：天然高分子,具有分布地域?qū)拸V,資源豐富,可再生,無毒無污染等一系列特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用作為石化產(chǎn)品的替代材料。然而在實(shí)際應(yīng)用過程中,天然高分子存在種類有限、化學(xué)結(jié)構(gòu)相對(duì)單一等缺陷,無法滿足現(xiàn)代材料對(duì)精細(xì)結(jié)構(gòu)、多樣質(zhì)地、以及功能性等多方面的需求。在實(shí)際應(yīng)用過程中,化學(xué)接枝改性和物理共混改性是高分子領(lǐng)域開發(fā)新材料簡便而有效的途徑,是制備高分子合金的主要方法,通過總結(jié)近年來國內(nèi)外采用乳液共混法制備天然復(fù)合材料的研究進(jìn)展,對(duì)比了乳液共混法及傳統(tǒng)機(jī)械共混法制備的天然復(fù)合材料在加工流程、填料分散情況、材料力學(xué)性能等方面的差異說明了乳液共混法制備復(fù)合材料的優(yōu)勢[1]。本論文以親水性魔芋葡甘聚糖(KGM)結(jié)合親油性乙基纖維素(EC)制備的復(fù)合乳液為研究對(duì)象,通過共混-離心-靜置-視覺觀察,分析其乳液共混相行為,建立共混乳液相圖,制備出穩(wěn)定的均一相KGM/EC復(fù)合成膜乳液,使用高速離心方法對(duì)比了新鮮制備的不同比率的KGM/EC均一相成膜乳液乳化穩(wěn)定性(ES),采用了粒徑測定結(jié)合激光共聚焦(CLSM)顯微圖片研究不同比率的KGM/EC均一相成膜乳液在不同儲(chǔ)藏天數(shù)(0d、3d、6d)的粒徑分布及微相結(jié)構(gòu)變化,研究其儲(chǔ)藏穩(wěn)定性并分析其影響因素。運(yùn)用旋轉(zhuǎn)流變儀測試了不同比率新鮮制備的KGM/EC均一相乳的剪切流變、粘流活化能、線性粘彈應(yīng)力(應(yīng)變)、小振幅動(dòng)態(tài)頻率以及溫度特性,聯(lián)系共混膜乳液上述相行為及流變特點(diǎn),為后續(xù)膜材料設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)性能提供理論基礎(chǔ)。其研究主要結(jié)論如下:(1)以親水性魔芋葡甘聚糖(KGM)結(jié)合親油性乙基纖維素(EC)制備的復(fù)合乳液為研究對(duì)象,通過共混(600rpm)-乳化(10000rpm)-離心(1800rpm)-靜置(2h)-視覺觀察,觀察乳液是否發(fā)生分層現(xiàn)象,建立兩種共混乳液的二維相圖,混合乳液隨著KGM/EC比率的變化呈現(xiàn)了三種不同的相行為,兩種相分離區(qū)和相溶區(qū)。(2)選取相容區(qū)不同比率的KGM/EC成膜乳液,研究其均一相乳化穩(wěn)定性(ES),通過對(duì)比乳化穩(wěn)定性的不同,發(fā)現(xiàn)在混合成膜乳液體系中,當(dāng)乳液中固形物含量一定時(shí),KGM/EC比率越高,乳化穩(wěn)定性(ES)越好。對(duì)于乳液中KGM濃度固定時(shí),配比對(duì)乳化穩(wěn)定性(ES)影響相對(duì)不明顯。(3)粒徑測定結(jié)合激光共聚焦(CLSM)顯微圖片研究了不同比率的KGM/EC均一相乳液在不同儲(chǔ)藏天數(shù)(0d、3d、6d)的粒徑及微相結(jié)構(gòu)變化,發(fā)現(xiàn)所有成膜乳液樣品在儲(chǔ)藏過程中粒徑及微相結(jié)構(gòu)都發(fā)生一定程度的變化,說明成膜乳液在儲(chǔ)藏的過程中存在不穩(wěn)定性相行為。對(duì)比發(fā)現(xiàn),在KGM/EC混合成膜乳液體系中,當(dāng)乳液中固形物含量一定時(shí),KGM/EC比率越高,其在儲(chǔ)藏穩(wěn)定性變化程度越小,對(duì)于乳液中KGM濃度固定時(shí),配比越高其在儲(chǔ)藏穩(wěn)定性變化越大,但變化程度相對(duì)更小。(4)運(yùn)用旋轉(zhuǎn)流變儀測試了不同比率新鮮制備的KGM/EC均一相乳的剪切流變、粘流活化能、線性粘彈應(yīng)力(應(yīng)變)、小振幅動(dòng)態(tài)頻率以及溫度依賴性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)所有KGM/EC成膜乳液樣品呈現(xiàn)出剪切變稀的假塑性流動(dòng)行為,當(dāng)乳液中固形物含量一定時(shí),KGM/EC比率越高,假塑性行為越明顯,對(duì)于乳液中KGM濃度固定時(shí),配比大小對(duì)其剪切流動(dòng)行為影響不大。粘流活化能測試發(fā)現(xiàn),所有KGM/EC成膜乳液粘度隨溫度的升高而降低,當(dāng)乳液中固形物含量一定時(shí),KGM/EC比率越高,活化能越大En,體系粘度下降隨溫度變化越顯著,對(duì)于乳液中KGM濃度固定時(shí),其粘度以及活化能變化相比不明顯。應(yīng)力(應(yīng)變)掃描發(fā)現(xiàn)乳液樣品線性粘彈區(qū)在0.1~100Pa之間。小幅震蕩頻率以及溫度掃描表明,KGM/EC成膜乳液中,KGM對(duì)材料的粘彈特性影響占主要作用,其粘彈轉(zhuǎn)變特點(diǎn)對(duì)于頻率變化可以歸咎于低頻區(qū)體系中分子纏結(jié)有足夠的時(shí)間去解纏,而在高頻區(qū)由于用于解纏的時(shí)間有限,因此體系中分子能夠抵抗這種解纏;其粘彈變化對(duì)于溫度而言可以歸結(jié)于低溫時(shí),分子間通過過氫鍵形成臨時(shí)的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),而溫度升高,由于分子熱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致臨時(shí)的凝膠網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)破壞,從而乳液表現(xiàn)為粘性行為占主導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：KGM EC 乳液相行為 流變特性
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：O636.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 引言11-19
• 1.1 研究背景11
• 1.2 多糖成膜材料11-16
• 1.2.1 魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，，KGM）11-14
• 1.2.2 疏水性成膜材料乙基纖維素(Ethyl cellulose, EC)14-16
• 1.3 乳狀液簡介16-17
• 1.3.1 乳狀液的定義16
• 1.3.2 乳狀液的形成16
• 1.3.3 乳狀液的穩(wěn)定性16-17
• 1.3.4 乳狀液的應(yīng)用17
• 1.4 流變特性17
• 1.5 本課題研究內(nèi)容與意義17-19
• 1.5.1 研究內(nèi)容17-18
• 1.5.2 研究意義18-19
• 第2章 魔芋葡甘聚糖/乙基纖維素共混乳液相行為19-24
• 2.1 引言19
• 2.2 材料與設(shè)備19-20
• 2.2.1 材料試劑19
• 2.2.2 儀器設(shè)備19-20
• 2.3 魔芋葡甘聚糖（KGM）/乙基纖維素（EC）共混乳液制備20
• 2.3.1 KGM水相體系制備20
• 2.3.2 EC有機(jī)油相體系制備20
• 2.3.3 共混制備KGM/EC乳液體系20
• 2.4 魔芋葡甘聚糖（KGM）/乙基纖維素（EC）共混乳液相行為20
• 2.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析20-23
• 2.5.1 魔芋葡甘聚糖/乙基纖維素混合乳液相行為20-21
• 2.5.2 構(gòu)建魔芋葡甘聚糖/乙基纖維素混合乳液相圖21-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 魔芋葡甘聚糖/乙基纖維素成膜乳液微相結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性24-40
• 3.1 引言24-27
• 3.2 材料與設(shè)備27
• 3.2.1 材料試劑27
• 3.2.2 儀器設(shè)備27
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法27-31
• 3.3.1 制備不同配比的魔芋葡甘聚糖/乙基纖維素成膜乳液27-29
• 3.3.2 不同配比的魔芋葡甘聚糖/乙基纖維素成膜乳液粒徑分布29-30
• 3.3.3 激光共聚焦顯微鏡（CLSM）觀察不同KGM/EC乳液30
• 3.3.4 乳液穩(wěn)定性（乳化穩(wěn)定性、儲(chǔ)藏穩(wěn)定性）30-31
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析31-39
• 3.4.1 新鮮制備乳液的乳化穩(wěn)定性31-32
• 3.4.2 不同比率KGM/EC乳液儲(chǔ)藏過程粒徑分布與宏觀視覺圖片32-36
• 3.4.3 不同配比 KGM/EC 乳液在不同儲(chǔ)藏天數(shù)的 CLSM36-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 魔芋葡甘聚糖/乙基纖維素成膜乳液流變性能40-55
• 4.1 引言40
• 4.2 材料與設(shè)備40-41
• 4.2.1 材料試劑40
• 4.2.2 儀器設(shè)備40-41
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法41-43
• 4.3.1 乳液制備41
• 4.3.2 流變測試41-43
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析43-52
• 4.4.1 穩(wěn)態(tài)剪切43-46
• 4.4.2 粘流活化能46-48
• 4.4.3 線性粘彈掃描48-49
• 4.4.4 頻率掃描49-51
• 4.4.5 溫度掃描51-52
• 4.5 本章小結(jié)52-55
• 第5章 結(jié)論與展望55-58
• 5.1 結(jié)論55-56
• 5.2 創(chuàng)新點(diǎn)56
• 5.3 展望56-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 致謝61

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本文編號(hào)：1064775