壳聚糖-聚乙烯醇协同对籽用大麻浆粕铁离子的脱除

针对籽用大麻湿法纺丝浆粕中铁离子含量过高的问题，利用壳聚糖的金属螯合性和聚乙烯醇的乳化稳定作用制备壳聚糖-聚乙烯醇吸附液，对籽用大麻浆粕进行处理，探究吸附液对铁离子的脱除效果及其最佳处理条件，并通过密度泛函理论对螯合机制进行分析。研究表明：当壳聚糖与聚乙烯醇质量比为1∶2、吸附液质量分数为3.6%、吸附液pH值为6.5、处理温度为45℃、处理时间为30 min时，吸附液对铁离子的脱除效果最优，可将铁离子从52 mg/kg脱除至35 mg/kg,并具有较好的可纺性；壳聚糖相比柠檬酸和乙二胺四乙酸钠对铁离子具有更强的螯合能力，且其对二价铁离子的结合能力强于三价铁离子；壳聚糖的强螯合性是由于壳聚糖配位原子相互距离较远且配位原子容易旋转并能与金属离子形成规则八面体。     

壳聚糖的粘流性及织物表面固着的研究

探讨了壳聚糖乙酸胶液在不同状态下的粘度特征，分析了其流体动力学的稳定性，比较了超声波、加热、微波等物理方法促进壳聚糖固着时对织物透气性的影响，确定了壳聚糖向织物组织内部渗透并固着的工艺条件。     

聚乙烯醇-壳聚糖/凹凸棒石复合材料的制备与性能

采用溶液共混法制备了不同凹凸棒石用量的聚乙烯醇-壳聚糖/凹凸棒石复合材料。研究了不同凹凸棒石用量对聚乙烯醇-壳聚糖/凹凸棒石复合材料力学性能的影响。结果表明,当凹凸棒石用量为聚乙烯醇-壳聚糖总质量的5%时,聚乙烯醇-壳聚糖/凹凸棒石复合材料力学性能最好。FT-IR和SEM测试结果表明复合材料中聚乙烯醇、壳聚糖和凹凸棒石之间存在强烈的相互作用,聚乙烯醇-壳聚糖基体表面致密,凹凸棒石与聚乙烯醇-壳聚糖具有良好的相容性。     

二元胶原基复合膜的制备

以聚乙烯醇和壳聚糖作为改性剂，选择不同的干燥方法及成膜器具制成的膜，对其进行力学性能检测、共混液稳定性检测、透光率检测、孔隙率和孔结构检测。研究结果表明，当聚乙烯醇／胶原干基质量比为8：2时，胶原-聚乙烯醇膜材料的力学性能最佳；当壳聚糖／胶原干重比为7：3时，胶原-壳聚糖膜材料的力学性能最佳。研究结果同时证实干燥方式是影响膜材料孔隙率和孔结构的决定性因素，且表面光滑的成膜器具可以提高膜材料的力学性能及透光率。     

茶多酚-壳聚糖纳米共悬液的制备及性质研究

利用离子交联法制备了茶多酚壳-聚糖纳米共悬液。全面研究了影响共悬液中茶多酚-壳聚糖颗粒粒径分布及茶多酚包封率的因素,结果显示:pH值、搅拌速度、反应温度、壳聚糖浓度、茶多酚添加量、三聚磷酸钠与壳聚糖质量比以及超声处理对粒径分布与包封率均有不同程度的影响,进而优化了制备工艺,并对最佳工艺条件下制备的茶多酚-壳聚糖纳米共悬液的性质做了研究。     

壳聚糖绒成型工艺的设计与应用

采用壳聚糖乙酸胶液置于贮浆罐内高速离心喷甩与旋转磁场及磁性转子形成凝固浴旋转涡流的方法，将喷甩出的壳聚糖胶液丝流与同向转动的涡流内壁接触而被拉伸并定型。在旋转浴液与丝流同向拉伸的同时，丝流更加纤细化，且调整成型工艺可获得期望的绒长和纤度。该研究为生物医学以壳聚糖作裁体的丝网型药物控制释放系统和抗茵功能性纺织品的制备，提供了可批量生产的理想素材。     

高速甩丝旋转水浴法制备含桑蚕丝胶的壳聚糖细绒

壳聚糖是人然的氨基多糖甲壳素脱去部分乙酰萆的衍生物，具有优良的生物相容、生物降解和抗菌功能：丝胶是桑蚕丝除丝素外的主要成分，是天然蛋白质，是缫丝生产的副产物：丝胶／壳聚糖复合物具有良好的人体亲和性和抗菌性，丝胶的引入可以调枢复合物的降解速度。将丝胶溶液与壳聚糖乙酸胶液匀和，放置于储浆罐内高速离心喷甩，丝状胶液甩至凝固浴涡流内壁形成丝胶／壳聚糖细绒，为生物医学材料、抗菌羽绒服的添加物、抗菌无纺布夹层、抗菌纱等提供了可批量生产的原料。     

可食性大豆皮果胶膜的制备及膜性质的研究

研究以大豆皮果胶为基质,添加壳聚糖、聚乙烯醇、甘油后形成的果蔬保鲜复合膜,并分析复合膜的感官性质、膜厚度、透湿性、抑菌性以及红外光谱。通过均匀试验设计,结果表明：由质量分数0.2%果胶、0.6%壳聚糖、0.3%聚乙烯醇、0.3%甘油混合制得的涂膜液具有较好的应用前景。     

壳聚糖/聚乙烯醇改善纸基材料的水蒸气和氧气阻隔性能研究

研究了壳聚糖和聚乙烯醇在改善纸基材料水蒸气(极性气体)和氧气(非极性气体)阻隔性能上的应用效果,探讨了壳聚糖/聚乙烯醇不同质量比和不同复合方式(共混和分层)对纸基材料水蒸气和氧气阻隔性能、机械性能和涂层稳定性的影响。结果表明,随着壳聚糖和聚乙烯醇质量比的降低,纸基材料的水蒸气阻隔性能逐渐增强,同时氧气阻隔性能逐渐降低;壳聚糖/聚乙烯醇分层涂布纸的水蒸气和氧气透过量均低于壳聚糖/聚乙烯醇共混涂布纸。当壳聚糖和聚乙烯醇的质量比为1∶1时,壳聚糖/聚乙烯醇分层涂布纸的水蒸气透过量和氧气透过量分别为9.36 g/(m~2·d)和31.93cm~3/(m~2·d);与纯壳聚糖涂布纸相比,水蒸气透过量降低了约92%,与壳聚糖/聚乙烯醇共混涂布纸相比,水蒸气透过量降低了约68%,氧气透过量降低了约67%。     

壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及表征

利用单轴静电纺丝技术制备壳聚糖/聚乙烯醇混合纳米纤维膜,考察了壳聚糖与聚乙烯醇两种溶液比例为0/100、10/90、20/80、30/70和100/0时对纳米纤维膜性能的影响;采用扫描电镜、傅立叶红外光谱、X射线衍射对混合纳米纤维膜进行表征。结果表明:除纯壳聚糖溶液外,其他不同比例的壳聚糖/聚乙烯醇溶液条件下均能得到无珠的纳米纤维膜;混合纳米纤维的平均直径随着壳聚糖浓度的增大呈现下降的趋势,由(216.2±24.6)nm下降到(64±7.5)nm。     

聚乙烯醇/壳聚糖/芒果皮提取物复合膜的制备与表征

为了探究芒果皮废弃物的高值化利用,采用微波工艺制备了芒果皮提取物（MPE）。壳聚糖（CS）使用冰醋酸（AAG）或柠檬酸（CA）溶解后,将MPE与聚乙烯醇（PVA）、CS共混,采用溶液浇铸法制备了PVA/CS/MPE复合膜。利用UV、FT-IR、SEM和TG对复合膜的结构、形貌和热性能进行表征分析,对复合膜的力学性能、耐水性、抗菌性、抗氧化性和降解性能进行了测定。实验结果表明:相比于普通搅拌提取（35 °C,500 r/min,4 h,产率13.86%）,微波工艺（35 °C,300 r/min,1 h）下MPE的产率提升至38.26%;复合薄膜各组分之间主要通过氢键作用结合,相容性较好,无明显的相分离;复合膜均表现出良好的抗菌活性和可降解性;CA体系的复合膜拉断伸长率较纯PVA膜提升近一倍,添加MPE后拉断伸长率更高;而MPE能显著改善AAG体系复合膜的耐水性,同时,MPE提高了复合膜的抗紫外、抗氧化能力。因此,所制备的PVA/CS/MPE复合薄膜在医药、食品包装等行业有着广泛的应用前景。     

PVA/SS共混膜的制备及性能

采用聚乙烯醇(PVA)制备不同质量分数的PVA膜,并在PVA溶液中加入丝胶(SS)制备了不同质量比的PVA/SS共混膜。采用电子显微镜分析膜的形貌对膜进行厚度测试、拉伸测试以及溶胀性能测试。结果发现,PVA膜和PVA/SS膜成膜性良好。共混膜的厚度随溶质质量的增加先增加后减小。PVA膜的断裂伸长、断裂伸长率、断裂强力随着PVA浓度的增大而增大;PVA/SS共混膜的断裂强力、断裂伸长、断裂伸长率和断裂功随着SS质量分数的增大而增大。PVA膜的溶胀度和溶失度随着PVA质量分数的增大而逐渐减小;随SS质量分数的增大,PVA/SS共混膜溶胀度先增大后减小,溶失度的变化规律并不明显。     

高抗菌性聚乙烯醇/Ag@MOF食品包装膜的制备与表征

为分析银基金属有机框架(Ag@MOF)用于食品包装的可行性,采用流延法制备四种不同的聚乙烯醇(PVA)基食品包装膜(PVA/Ag@MOF、PVA/H₂PYDC、PVA/Ag、PVA),并研究它们的力学性能、热力学性能、水阻隔性、抗菌性、细胞毒性等。结果表明,与PVA、PVA/H₂PYDC膜相比,Ag@MOF的加入改善了薄膜的力学性能,使薄膜最大拉伸强度提高到36.21 MPa。与PVA、PVA/H₂PYDC、PVA/AgNPs膜相比,Ag@MOF的加入增强了膜的热稳定性。与PVA、PVA/H₂PYDC膜相比,AgNPs和Ag@MOF的刚性结构防止了水的扩散,提高了阻水性能。PVA/Ag@MOF膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌活性也很好,其抗菌活性远大于AgNPs和H₂PYDC复合膜,且具有较低的细胞毒性。因此,PVA/Ag@MOF薄膜是一种很有前景的食品包装材料,可以减少环境微生物对食品的干扰且细胞毒性较低,能够有效提高食品的安全性和储存周期。     

聚乙烯醇/海藻酸钠/黄连素医用敷料制备及其性能

为提高聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)医用敷料的抗菌性和耐水性能,采用黄连素(BR)为天然抗菌剂负载在医用敷料上,通过静电纺丝法制备PVA/SA/BR纳米纤维膜,并在氯化钙无水乙醇溶液中进行交联处理,对PVA/SA/BR纳米纤维膜的化学结构、抗菌性能、吸液性能以及力学性能进行表征与分析。结果表明:BR负载在PVA/SA纳米纤维上形成明显串珠,且与PVA/SA结合良好,氯化钙交联处理后PVA/SA/BR纳米纤维膜由网状变为平滑膜状;当BR质量分数为6%时,PVA/SA/BR纳米纤维膜断裂强度为1.76 MPa,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为99.41%、97.89%;当氯化钙质量分数为4%,交联时间为4 h时,PVA/SA/BR纳米纤维膜的断裂强度为4.17 MPa,吸液倍率为1 257%。     

聚乙烯醇对芳纶复合纱聚苯胺导电层耐久性影响

为提高聚苯胺导电层与基材之间的黏结牢度,以聚乙烯醇为共混高聚物,通过连续原位聚合法在对位芳纶纱线表面形成聚乙烯醇/聚苯胺导电层,制备得到芳纶/聚苯胺/聚乙烯醇复合导电纱。分析了导电纱的结构与性能,并研究了聚乙烯醇对聚苯胺导电层耐水洗和耐磨性的影响。结果表明:适量添加聚乙烯醇有助于提高导电纱导电层的结构规整性及电导率,随着聚乙烯醇质量分数的提高,导电纱的电导率呈先上升后下降的趋势,当聚乙烯醇占苯胺的质量分数为4.30%时,制得的复合导电纱线的电导率最高,达到(1.120±0.198) S/cm;聚乙烯醇的添加和质量分数的提高,有助于聚苯胺导电层耐水洗性及在较小外力作用下的耐磨性的提高。     

聚乙烯醇/凹凸棒石复合材料的制备与性能评价

采用溶液共混法制备聚乙烯醇/凹凸棒石复合材料,探讨凹凸棒石用量和戊二醛用量对复合材料性能的影响。通过傅里叶变换红外光谱（Fourier transform-infrared spectra,FT-IR）、扫描电子显微镜（scanning electronmicroscopy,SEM）及力学性能测试等对聚乙烯醇/凹凸棒石复合材料进行了分析和表征。力学性能实验结果表明：聚乙烯醇与凹凸棒石共混明显改善了复合材料的力学性能,当凹凸棒石用量为聚乙烯醇用量的1.6%（质量分数,下同）、戊二醛用量为聚乙烯醇用量的4%时,制备的聚乙烯醇/凹凸棒石复合材料力学性能较好,拉伸强度为22.97 MPa,断裂伸长率为199.17%。FT-IR和SEM分析结果表明：复合材料中聚乙烯醇和凹凸棒石之间存在强烈的相互作用和良好的相容性。复合材料的热稳定性高于聚乙烯醇膜。     

聚乙烯醇/磷虾蛋白纤维的氢键作用机制及其性能

为解决聚乙烯醇(PVA)难以热塑加工和功能单一的问题,以磷虾蛋白(AKP)和水为增塑剂,通过熔体纺丝制备了PVA/AKP纤维。通过红外光谱仪表征了PVA/AKP纤维中的氢键作用,并分析氢键作用机制。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪和单纤维强力仪等分析了PVA/AKP纤维的结晶性、形态结构、热性能和力学性能等。结果表明:随着AKP质量分数的增加,PVA/AKP纤维中分子内氢键含量和结晶度呈先增大后减小趋势,当AKP质量分数为2%时,PVA/AKP纤维中分子内氢键含量达到最大值(85.37%),结晶度也达到最大值(48%),该条件下纤维断裂强度达到最大值,为2.15 cN/dtex;AKP的加入有助于提高PVA纤维的表面光滑性,PVA/AKP纤维断面呈规则圆形;PVA/AKP纤维对碱溶液的响应性更强,在水中浸渍2 h后纤维吸水率恒定在36%。     

海岛纤维用增塑改性聚乙烯醇的制备及其性能

为解决海岛纤维碱减量带来的环境污染问题,以双季戊四醇、硬脂酸钙和抗氧剂B225为复配增塑剂,对聚乙烯醇(PVA)进行增塑改性,通过熔融加工制备了高热分解温度的改性PVA。通过研究三者的添加量及熔融加工温度对PVA性能的影响,优化PVA的增塑改性工艺。对PVA与复配增塑剂之间的氢键作用、改性PVA的断面形貌、结晶结构进行了表征和分析。结果表明：当双季戊四醇、硬脂酸钙和抗氧剂B225的质量占比分别为15、3和1,熔融加工温度为200℃时,复配增塑剂与PVA之间的氢键作用较强,PVA结晶度降低,熔点降低到178.2℃,热分解温度提高到301.3℃,提供了123.1℃的加工窗口;改性PVA水溶性良好,在25℃下也能完全溶解。研究结果为实现以PVA为海组分的绿色环保海岛纤维的制备提供参考和技术支持。     

Electrospinning as a novel strategy for the encapsulation of living probiotics in polyvinyl alcohol/silk fibroin

The probiotic Lactobacillus plantarum (L. plantarum) were encapsulated with polyvinyl alcohol (PVA) and polyvinyl alcohol/silk fibroin (PVA/SF) nanofibers by electrospinning, respectively. Actually, different concentrations of PVA and SF have significant influence on the morphology of nanofibers, the optimized condition is 6% (w/w) SF and 8% PVA mixed. The L. plantarum on the nanofibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM). The different features of PVA/L. plantarum and PVA/SF/L. plantarum nanofibers were proved by thermogravimetric (TGA) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Microbiological tests showed that PVA/SF/L. plantarum exhibited increased survival rates evidently, after being treated in artificial gastric juice at 37 °C for 2 h, and the optical density (OD) value in stable growth period was 2.75, compared with free L. plantarum. The results of this study suggest a novel encapsulation approach that protects probiotic cells during their exposure to adverse environmental and intestinal conditions.     

Synthesis and in vitro antimicrobial characterization of Boron-PVA Electrospun nanofibers

Polyvinyl alcohol (PVA) electrospun nanofibers and boric acid (BA) complexes of these nanofibers were synthesized with and without using TritonX-100(TX-100) as a water soluble surfactant (PVA, PVA/BA, PVA/TX-100, PVA/TX-100/BA). The electrospun nanofibers were characterized by SEM, FTIR and TGA. Preliminary results showed that certain amount of boric acid decreased the number of Stapylococcus aureus from 6,8x10⁷(CFU/mL) to 3x10⁷(CFU/mL). In the preparation of polymer, boric acid was used as a crosslinker and antimicrobial agent whereas TX-100 was used as surfactant. The viscosity and conductivity measurements indicated that the BA increased viscosity but decreased conductivity. In contrast, TX-100 increased conductivity without considerable effect on viscosity, which affects the production and resulting nanofiber properties such as diameter and bead formation. The antimicrobial activities of the nanofibers were assayed in vitro by Gram-negative (E. coli) and Gram-positive(S. aureus) bacteria. It was observed that PVA/TX-100/BA showed better antibacterial activity against S.aureus bacteria compared to PVA and PVA/TX-100 nanofibers.