κ-卡拉膠（κ-CA）與魔芋葡甘聚糖（KGM）復(fù)配是利用兩種多糖互作,改善單一膠體缺陷的典型,但復(fù)合凝膠依然存在機(jī)械性能差、易斷裂、穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)。為了利用這一多糖組合的優(yōu)勢,本論文就強(qiáng)化其機(jī)械性能的方法進(jìn)行了探究,并對其結(jié)構(gòu)和其他關(guān)鍵特性進(jìn)行了表征,以期為需要高機(jī)械強(qiáng)度、高安全性的產(chǎn)品（特殊兒童或?qū)櫸锏氖称放c玩具、水凝膠面膜、尿不濕等人類密切接觸的產(chǎn)品）開發(fā)提供有數(shù)據(jù)支撐的安全性方案。論文探討了離子組成優(yōu)化、KGM有限降解、聚丙烯酰胺（PAAm）添加鹽溶液浸泡三種方法在強(qiáng)化復(fù)合凝膠機(jī)械性能方面的可行性,表征了水凝膠結(jié)構(gòu)及其他重要物性參數(shù)。發(fā)現(xiàn)K⁺、Ca²⁺復(fù)合離子、有限降解KGM、鉀鹽浸泡是提升κ-CA/KGM復(fù)合凝膠機(jī)械性能的有效方法。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1.利用不同濃度KCl、CaCl₂的添加及不同種類離子的配比來調(diào)控κ-CA/KGM復(fù)合凝膠的機(jī)械性能。結(jié)果顯示,復(fù)合凝膠中添加1.5g/LKCl、0.5g/LCaCl₂及1.0g/L配比為6:4的KCl、CaCl₂復(fù)合... 

【文章來源】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

冷凍凝膠制備示意圖

κ-卡拉膠/魔芋葡甘聚糖復(fù)合水凝膠機(jī)械性能強(qiáng)化與表征3和支鏈淀粉，是應(yīng)用較為廣泛的一種天然高分子多糖(Puneiaetal2020)。由于其形成的凝膠機(jī)械性能差，使其在凝膠方面的應(yīng)用而有所限制。研究表明通過LaponiteRD將淀粉與聚乙烯醇結(jié)合，并利用凍融循環(huán)技術(shù)使凝膠間產(chǎn)生更多的物理交聯(lián)，得到更加均勻、致密、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使其機(jī)械性能提高，熱穩(wěn)定性增強(qiáng)(Yuetal2018)。1.2雙網(wǎng)絡(luò)高機(jī)械性能多糖水凝膠的制備雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠是互穿網(wǎng)絡(luò)水凝膠的一種，它由兩種具有高度非對稱結(jié)構(gòu)的聚合物構(gòu)成(Gongetal2003)。所謂的雙網(wǎng)絡(luò)，指的是：對水凝膠基本框架起維持作用的剛性第一網(wǎng)絡(luò)，以及貫穿于第一網(wǎng)絡(luò)的低交聯(lián)柔性第二網(wǎng)絡(luò)(Yasudaetal2005)。雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠具有新穎的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的機(jī)械性能，在進(jìn)行拉伸測試時，凝膠松散的第二網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可改變網(wǎng)絡(luò)形狀來抵消機(jī)械壓力，限制第一網(wǎng)絡(luò)的鏈節(jié)運(yùn)動，兩者發(fā)生相對滑動，從而達(dá)到分散作用力的效果，這種“剛?cè)岵?jì)”的作用結(jié)果使水凝膠的機(jī)械強(qiáng)度得到了較大的提升(Funakietal2004)，圖1-2為雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠拉伸形變的示意圖。目前雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠體系在含水量高達(dá)90%時，其彈性模量為0.1-1.0MPa，拉伸斷裂應(yīng)力為1-10MPa，它的韌性甚至高于一些生物組織，高機(jī)械強(qiáng)度使其具有廣闊的應(yīng)用空間(Huangetal2007,Wuetal2011)。圖1-2雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠拉伸形變示意圖Fig.1-2TensiledeformationschematicdiagramofDNgels1.2.1海藻酸鈉雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠海藻酸鈉又被稱作褐藻酸鈉，是從褐藻或細(xì)菌中提取出的一種天然多糖物質(zhì)，是由1，4-糖苷鍵將不同比例α-L-甘露糖醛酸和β-D-古羅糖醛酸連接而成的共聚物，因其特殊的結(jié)構(gòu)，海藻酸鈉得到了廣泛的應(yīng)用(Gaoetal2009)。海藻酸鈉是制備雙網(wǎng)

κ-卡拉膠/魔芋葡甘聚糖復(fù)合水凝膠機(jī)械性能強(qiáng)化與表征5通用的策略。圖1-3海藻酸鈉通過自組裝形成具有超高機(jī)械性能水凝膠的示意圖Fig.1-3Theschematicdiagramoftheself-assemblyofalginatetoformhydrogelswithultrahighmechanicalproperties1.4金屬配位天然高分子多糖水凝膠的制備金屬配位高分子凝膠是由天然高分子主鏈與金屬離子之間較為穩(wěn)定的配位作用相互連接而成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的高分子水凝膠相比，金屬配位高分子凝膠既具有高分子材料的相容性，又具備金屬材料獨(dú)特的光、電、磁等物化性質(zhì)(CuiseppiandLevon2003,Dongetal2008)。因此，其在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。1.4.1釹離子誘導(dǎo)的海藻酸鈉/改性氧化石墨烯復(fù)合水凝膠的制備將石墨烯氧化改性成羧基改性氧化石墨烯，再將其加入制備好的海藻酸鈉溶液中，最后將溶液裝入模具，沉入醋酸釹水溶液中，進(jìn)行配位反應(yīng)。得到的凝膠進(jìn)行拉伸測試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，得到的凝膠不僅具有高的拉伸強(qiáng)度，還具有較高的韌性。該復(fù)合凝膠之所以具有較好的機(jī)械性能，一方面是由于海藻酸鈉的柔性分子鏈，在受到外界拉力時，可將力均勻分布到各個鏈段；另一方面在復(fù)合凝膠中Nd3+與海藻酸鈉的羧酸根之間以單齒配位模式進(jìn)行結(jié)合，從而使凝膠中大分子間交聯(lián)密度增大，形成更多的氫鍵，進(jìn)而形成致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，宏觀上表現(xiàn)為其機(jī)械性能的增強(qiáng)(Huangetal2017)。1.4.2鐵離子誘導(dǎo)黃原膠水凝膠的制備黃原膠是野油菜黃單孢桿菌分泌的一種多糖，是由D-葡萄糖、D-葡萄糖醛酸、D-甘露糖、乙酸和丙酮組成的“五糖重復(fù)單元”聚合體。在食品工業(yè)中，黃原膠可

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3257085