天然高分子多糖复合凝胶的制备及性质研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文中文摘要由于石油煤炭资源的日益枯竭和非降解性合成高分子材料引起的环境污染日益严重，大力研究和开发以天然高分子为主体的生物质材料势在必行。魔芋是我国的特产资源，作为一种可再生高分子，魔芋葡甘聚糖(KGM)有潜力成为替代某些石油化工产品的新型环境友好材料。本论文主要研究内容如下：1．采用氯化锌作催化剂合成不同乙酰基团含量的魔芋葡甘聚糖，通过皂化一滴定法测得改性KGM的乙酰基团含量(DA)范围为1．82—6．23％，用黄原胶与不同乙酰度KGM复配制备不同比例的复合凝胶，首次采用Winter-Chambon方法

2、准确确定了KGM／xanthan复合体系的临界凝胶温度(T耐)，并运用现代聚合物凝胶理论研究其溶胶一凝胶转变行为。改性KGM／xanthan复合体系与原始KGM／xanthan复合体系相比，其储能模量(G．)和T耐均出现较大幅度下降，这与改性产物分子量降低有关。改性KGM／xanthan复合体系的临界凝胶温度和储能模量随DA增加而降低，这表明乙酰基团会阻碍复合体系的协同作用。2．通过异相降解的方法得到了一系列溶解性较好的不同分子量的KGM样品，其粘均分子量(眠)变化范围为4．0×105至112．5×106。通过动态粘弹测试研究

3、了KGM的分子量对KGM／xanthan复合体系的流变性能的影响。当KGM的粘均分子量由4．0×105逐渐增加到1．91×106时，复合体系的临界凝胶温度T筘l快速增加，复合体系的储能模量G’也得到较大提高；当KGM的粘均分子量由1．91×106逐渐增加到2．5×106时，复合体系的临界凝胶温度T矗l和储能模量G’增加幅度很小，对KGM的分子量依赖性较低。由应变扫描结果可以推出当KGM的粘均分子量大于或等于临界值1．91×106时，KGM／xanthan复合体系的形成的凝胶都为强凝胶。3．先以6叭％NaOH／5叭％urea为反

4、应介质合成羧甲基魔芋葡甘聚糖，然后在葡萄糖内酯存在下将海藻酸钠和羧甲基魔芋葡甘聚糖进行复配。通过动态粘弹测试研究KGM／SA复合凝胶形成的机理和凝胶的特征。由葡萄糖内酯缓慢释放质子，一部分质子中和聚合物链上的部分电荷，另一部分质子屏蔽了聚合物链之间的静电排斥作用，导致水溶液复合体系的溶胶一凝胶转变。当复合武汉理工大学硕十学位论文体系中KGM的含量为29．9wt％时，复合体系的凝胶强度达到最大值。KGM／SA复合体系的凝胶速率随着羧甲基KGM取代度的增加而降低。KGM／SA的复合比例和羧甲基KGM的取代度对初始凝胶的分形维数没有

5、明显影响，表明KGM／SA复合体系的凝胶网络结构非常致密。本工作中有关天然高分子多糖的的改性方法和复合凝胶材料的制备及表征的基础研究成果为多糖类生物质资源的进一步的开发和利用提供了重要的科学依据。因此本文具有重要的理论意义和应用前景，并且复合国家的环保政策和可持续发展战略。关键词：天然高分子，改性，复合凝胶，流变武汉理工大学硕士学位论文AbstractThepetroleumresourcesaxebeingexhaustedgraduallyandtheproblemofenvironmentalpollutionfromn

6、ondegradablepolymermaterialsthataremainlyderivedfrompetroleumresourcesbecomesmoreandmoreserious．Therefore，itisnecessarytodevelopnovelpolymericmaterialmainlyderivedfromnaturalpolymer．KonjacisthelocalresourceofChina,asakindofrenewablepolymer,whichhaspotentialtosubstit

7、uteforsomepetrochemicalproductsbecauseofitsenvironmentalfriendliness．Themainresearchcontentsandconclusionsinthisthesisareasfollows：1．TheacetylatedKGMproductswithdifferentdegreeofacetylationweresynthesizedusingaceticanhydrideinthepresenceofzincchlorideascatalyst．Thev

8、aluesofDArangingfrom1．82％to6．23％weredeterminedbysaponification--titrationmethod．TheeffectofDAandcomplexratiostosynergisticinteractionofmix