γ射线辐照降解壳聚糖的工艺和机理研究

采用γ射线辐照降解壳聚糖,对反应的工艺和壳聚糖辐照降解的机理进行了研究。结果表明:固态辐照200 kGy后得到相对分子质量为4×104壳聚糖,液态辐照110 kGy后得到相对分子质量为5×103的低聚壳聚糖,但辐照降解加工效率低。采用固态加液态的辐照降解方法,辐照处理效率提高。壳聚糖辐照降解符合无规降解动力学规律。     

Mn(Ⅱ)对壳聚糖降解制备低聚壳聚糖的影响

将壳聚糖进行液态均相配合反应制得壳聚糖锰配合物，IR、元素分析及热分析等检测证实了壳聚糖锰配合物中配位键的存在，且显示壳聚糖锰配合物存在有利于壳聚糖高分子链断裂的弱势结构。以H2O2对壳聚糖．Mn(Ⅱ)配合物及壳聚糖进行氧化降解，考察降解过程中粘度的变化及降解产物分子量分布，在相同的降解条件下，壳聚糖锰配合物的降解速度明显高于壳聚糖，且降解产物分子量分布较壳聚糖直接降解窄。对壳聚糖锰配合物降解反应动力学研究表明壳聚糖锰配合物对H2O2分解不存在催化作用，其降解反应与壳聚糖的差异只与其结构有关。对降解产物进行脱金属处理，所得低聚壳聚糖含锰量为0。     

不同相对分子质量壳聚糖絮凝性能

壳聚糖作为天然高分子絮凝剂具有无毒、不存在2次污染、使用方便等优点;但生产和应用成本高,具有一定限制。而相对分子质量是壳聚糖的一个重要分子参数,不同相对分子质量的壳聚糖性质差异很大,研究了不同相对分子质量的壳聚糖对生活污水的絮凝性能,结果表明：高相对分子质量壳聚糖的絮凝效果较好,且随着壳聚糖用量的增加絮凝性能也随之增加,但是5×10^-6后絮凝下降,其在pH值为6.5时絮凝效果最佳。     

γ射线辐照交联改性超高相对分子质量聚乙烯的研究

采用单螺杆挤出机制备了超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)板材,并用不同剂量的γ射线对其进行辐照交联,分析不同辐照剂量和辐照后处理对其力学性能、耐热性能、摩擦磨损性能等的影响。结果表明,在一定的辐照剂量下,γ射线辐照交联可以提高PE-UHMW的凝胶率、熔点、结晶度、拉伸强度、表面硬度、热变形温度和耐磨性能;当辐照剂量为150kGy时,PE-UHMW的热变形温度提高了近40℃;但辐照交联降低了PE-UHMW的塑性,使材料的断裂伸长率降低;重新熔融后处理可以进一步提高材料的凝胶率,改善其塑性,但材料的熔点、结晶度、表面硬度、拉伸强度有所降低。     

壳聚糖降解研究的最新进展

壳聚糖是迄今为止发现的天然多糖中唯一的碱性多糖,将壳聚糖降解到需要的分子量是其应用的前提。本文综述了壳聚糖化学降解(酸降解和氧化降解)、物理降解(辐射降解、超声波和微波降解、机械研磨降解、高压均质降解)、酶降解(专一性酶降解、非专一性酶降解、复合酶降解)以及复合降解法的最新进展,供相关领域人员参考。     

壳聚糖降解技术

壳聚糖是自然界中仅次于纤维素的第二大天然生物有机资源.由于其具有良好的生物特性而广泛应用于化工、食品、农业、环保、医药等众多领域.分子量对壳聚糖的性质影响很大,由壳聚糖降解制备的低聚壳聚糖,因具有许多独特的生理活性而日益受到研究者们的关注.本文综述了国内外关于壳聚糖降解方面的研究现状,分析了其未来的发展方向.     

壳聚糖相对分子质量的测定方法

讨论了利用HPLC、特性黏度、动态黏度3种方法的关联来推导测定壳聚糖相对分子质量的简便方法。对6种壳聚糖样品,采用HPLC凝胶系统测定相对分子质量,利用乌氏黏度计一点法测定特性黏度,得出MHS方程为[η] = 3.72 × 10^－5M_w^1.37。同时还建立了10 mg/mL壳聚糖溶液降解过程中相对分子质量和动态黏度之间的关系。     

壳聚糖氧化降解性能的研究

对壳聚糖在2％乙酸溶液中的氧化降解行为进行了探讨,着重考察了温度、时间和用量比R(H2O2与糖单元的物质量比)对相对分子质量的影响。同时对氧化降解的动力学规律作了初步研究,结果表明,氧化降解分为两个阶段,在后阶段的降解行为符合无规降解规律。     

微波辐射制备壳聚糖

用质量分数34％的NaOH在微波辐射下对甲壳素进行非均相脱乙酰以快速制备壳聚糖，并测定了不同条件下制得的壳聚糖的相对分子质量和脱乙酰度，该反应时间短，重复性好，产品质量易控制。     

纤维素酶降解结合膜法制备低聚壳聚糖

研究纤维素酶降解结合膜法制备低聚壳聚糖。采用正交设计优选酶降解的最佳工艺条件及分析超滤产品的平均相对分子质量和收率。纤维素酶对壳聚糖降解的最佳条件为:温度50℃,酶糖质量比为0.1,pH=4.6。纤维素酶催化降解结合膜法制备低聚壳聚糖。在5 h内即可获得收率超过75%,平均相对分子质量在5000左右的优质低聚壳聚糖产品。该工艺简单可行,运行时间短,产品相对平均分子质量小而且分布窄,收率较高。     

低聚壳聚糖的制备及应用研究进展

从壳聚糖降解得到的低聚壳聚糖具有特殊的生理活性而日益受到人们的关注。综述了近年来壳聚糖降解制备低聚壳聚糖的方法,包括化学降解法、酶降解法、物理作用帮助下的降解法以及复合降解法。重点介绍了这些方法的降解机理、影响因素和对产品质量的影响以及低分子质量壳聚糖在化妆品、食品、医药、农业、抗菌等方面的应用。     

低相对分子质量聚乳酸及其与壳聚糖的共混为载体的药物控释研究

以两种低黏均相对分子质量(Mη=3 595和10 306)聚乳酸及其与壳聚糖按5∶1,10∶1,20∶1,40∶1质量比共混为载体,用熔融法制备了吡虫啉控释制剂;用体外实验测定了制剂中吡虫啉的释放动力学;通过测定释放过程中释放介质水的pH,初步考察了基体的降解性能;通过测定释放实验结束时制剂残留质量,考察了基体的溶蚀性能,初步探讨了释放机理。结果表明,低相对分子质量聚乳酸及其与壳聚糖共混材料为载体,可以用于吡虫啉的控制释放,呈现扩散和溶蚀共同控制的缓慢释放,和溶蚀控制的快速释放两阶段释放规律。提高聚乳酸的相对分子质量可以减缓吡虫啉的释放,使释放特征发生从初期的快速释放和后期的缓慢释放,到初期缓慢释放和随后的快速持续释放的转变。降低聚乳酸相对分子质量或在基体中加入壳聚糖,可加大基体的溶蚀,使溶蚀控制的吡虫啉快速释放阶段提前。在Mη=10 306的聚乳酸中加入不同质量比的壳聚糖,可使释放介质水的pH约为中性,在117-336 h内调节快速释放开始时间,在228-445 h内调节释药中值时间。这种聚乳酸/壳聚糖共混载体可望在多功能型种子处理控释制剂上获得应用。     

壳聚糖辐射降解产物的水溶性研究

文中研究了壳聚糖γ辐射降解产物的水溶性规律。用凝胶渗透色谱(GPC)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)对降解产物进行表征分析。讨论了温度、辐射剂量、产物数均相对分子质量、产物化学结构以及结晶形态对溶解度的影响。结果表明,随着辐射剂量增加,数均相对分子质量的不断减小,产物在水中的溶解度不断增大。水溶性产物与不溶性产物在化学结构与结晶形态上存在明显差异。降解过程中壳聚糖结晶形态由初始的α态向β态转变,结晶度不断下降。一定条件下,结晶形态是决定产物水溶性的主要因素。     

γ-射线辐照对聚丙烯纤维及非织造布性能的影响

研究了在室温下、空气中γ射线辐照对聚丙烯纤维及非织造布性能的影响。发现辐照对聚丙烯非织造布力学性能的影响很大,但在辐照剂量低于9 kGy 时,其力学性能下降不大;辐照聚丙烯纤维的FTIR 的结果表明有过氧化物形成;W AXD,DSC分析了辐照前后聚丙烯纤维晶体结构的变化     

γ辐射及壳聚糖对污泥脱水的性能研究

通过对污泥比阻和浊度的测定,分析了壳聚糖及γ辐射对污泥脱水性能的影响.研究了单独使用壳聚糖和γ辐射时,污泥比阻和含水率的变化,并将二者结合起来,分析得出,当辐射剂量为4KGy,投加浓度为6g/L的壳聚糖6mL时将达到污泥脱水最佳效果.     

γ射线辐照法降解等规聚丙烯

利用放射性60Co产生的高能γ射线在窒温和空气气氛下降解等规聚丙烯(iPP),考察了不同辐照剂量的γ射线对iPP流动性能、熔融行为和非等温结晶动力学的影响.随着辐照剂量的增加,iPP的熔体流动速率显著增加.经γ射线辐照后,iPP的熔融温度和结晶度降低,同时用Avrami和Ozawa方程计算发现,γ射线辐照明显提高了iPP熔体的结晶速率,当辐照剂量为200 kGy时,半结晶时间减少到原来的37%,结晶活化能降低.X射线衍射谱图显示,γ射线辐照不影响iPP的结晶形式,未产生次级β结晶.     

相对分子质量及其分布对成核聚丙烯性能的影响

通过加入过氧化二异丙苯（DCP）来改变聚丙烯（PP）的相对分子质量及其分布，研究了成核PP相对分子质量及其分布对其性能的影响。结果表明：加入DCP后。成核PP的相对分子质量降低、分布变窄，促使PP结晶速度进一步提高，晶体尺寸进一步减小。成核PP中的β晶型消失。当成核剂TM-3和降解剂DCP的含量分别为0．4％和0．05％时。成核PP的透明性最好。随成核PP的相对分子质量降低、分布变窄，成核PP的力学性能略微下降。     

溶菌酶、过氧化氢对壳聚糖降解性能的影响

以溶菌酶和过氧化氢为催化剂研究了壳聚糖降解速率的变化。研究结果表明:溶菌酶可以大大提高壳聚糖的降解速率。无溶菌酶时,壳聚糖11天降解了19%;而在溶菌酶的作用下,壳聚糖11天降解了44%。若将溶菌酶与壳聚糖复合在一起形成缓释材料后,壳聚糖降解速率要比直接在溶菌酶溶液中的降解速率慢,前者29天降解了38%,后者29天降解了53%。在利用过氧化氢作为催化剂研究壳聚糖的降解行为时发现:当过氧化氢的浓度小于0.03×10-5g mL时,过氧化氢对壳聚糖的降解基本无效果,而高于此浓度时,过氧化氢则大大提高了壳聚糖的降解速率。选择不同过氧化氢浓度便可有效调节壳聚糖的降解速率。     

低聚壳聚糖的复合酶法制备研究

通过对黏均分子量、酶活力、水解率和还原糖浓度的测定,研究了由商业α-淀粉酶、纤维素酶和果胶酶1∶1∶1(m/m/m)组成的复合酶降解壳聚糖的最佳工艺条件,结果表明:复合酶在酶底物比为1∶5(m/m)、pH 5.3、温度56℃的条件下,酶解2 h可得到分子量为1 000～4 000的低聚壳聚糖,且通过傅里叶红外光谱分析酶解后的产物结构无明显变化。     

γ-射线辐照对碳纤维及其复合材料力学性能的影响

以60Coγ-射线为辐照源对碳纤维(CF)表面进行处理,利用扫描电子显微镜(SEM)观察经辐照处理后的碳纤维单丝表面及其与环氧树脂制备的复合材料试样的层间剪切断口;通过层间剪切强度比较了吸收剂量对其复合材料层间剪切强度(ILSS)的影响,并根据GB/T3362—1982标准比较了辐照前后碳纤维复丝拉伸强度的变化。结果表明:辐照处理后的碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面明显得到改善,在一定的吸收剂量范围内能够有效地提高复合材料的ILSS,但是过大的辐照剂量和接枝率不利于复合材料的界面改性;当辐照剂量小于250kGy时,碳纤维的复丝拉伸强度有所提高。