学术前沿

正壳聚糖/淀粉/ZnO复合膜的制备与性能作者:郑科旺,付梅芳,黄超凡,颜永斌,李伟,覃彩芹来源:包装工程,2017(7)摘要:目的是以壳聚糖和玉米淀粉为主要成膜基质,以纳米ZnO为添加剂,研究复合膜的相关结构和性能。方法采用溶液共混法将壳聚糖溶液、淀粉糊化液和纳米Zn O质均混合,然后流延成膜,分析壳聚糖/淀粉的质量比和纳米ZnO的含量对复合膜力学性能、水蒸气透过率(WVP)的影响,而且通过红外光谱、扫描电镜、X射     

壳聚糖/淀粉/ZnO复合膜的制备与性能

目的以壳聚糖和玉米淀粉为主要成膜基质,以纳米ZnO为添加剂,研究复合膜的相关结构和性能。方法采用溶液共混法将壳聚糖溶液、淀粉糊化液及纳米ZnO质均混合,然后流延成膜,分析壳聚糖/淀粉的质量比和纳米ZnO的含量对复合膜力学性能、水蒸气透过率(WVP)的影响,并通过红外光谱、扫描电镜、X射线衍射和热重分析对复合膜的相关结构进行表征。结果当壳聚糖/淀粉质量比为1∶1,纳米ZnO质量分数为9%时,所得膜在各自体系中的性能较佳。结论壳聚糖和淀粉二者之间具有较好的相容性,纳米ZnO的加入能增强复合膜的力学性能,降低其水蒸气透过率,并提高复合膜的热稳定性。     

PET/SiO_x基高阻隔性抑菌膜的制备和表征

分别采用紫外辐照和硅烷偶联剂(KH550)对聚酯(PET)/SiO_x膜的SiO_x镀层进行表面改性以制备PET/SiO_x/壳聚糖-纳米ZnO复合膜。水接触角测试发现,相比于紫外辐照,KH550改性能显著改善SiO_x的表面亲水性,从而成功制备得到PET/SiO_x/壳聚糖和PET/SiO_x/壳聚糖-纳米ZnO复合膜。随后采用电子扫描显微镜(SEM)观测复合膜的微观形态,并对该膜的力学性能、阻隔性和抑菌性进行了表征。SEM照片显示,该复合膜表面光滑,断面呈现层状结构。对该膜的力学性能测试结果发现,表面镀层(SiO_x)使PET膜的力学性能有所改善,但涂层(KH550、壳聚糖和壳聚糖-纳米ZnO)对PET/SiO_x膜的力学性能无显著影响。SiO_x镀层能有效改善PET膜的阻隔性,KH550涂层使PET/SiO_x膜的阻隔性进一步提高,壳聚糖及壳聚糖-纳米ZnO涂膜使复合膜的阻氧性进一步提高,而使其阻水性略有降低。此外,PET/SiO_x/壳聚糖及PET/SiO_x/壳聚糖-纳米ZnO膜对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌均有良好的抑菌作用,其中PET/SiO_x/壳聚糖-纳米ZnO膜的抑菌性最强。该类膜有望应用于未来的保鲜包装。     

新型壳聚糖季铵化改性工艺条件优化及其产品性能研究

壳聚糖的季铵盐改性物是一种重要的壳聚糖衍生物,本方法将壳聚糖(CTS)与2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)发生醚化反应制备壳聚糖的季铵盐(HTCC),优化了制备壳聚糖季铵盐的工艺参数,确定最佳的工艺参数为:GTA与壳聚糖的质量比为4∶1,反应温度为70℃、反应时间为9h、pH=7.0时,产物取代度最高可达87.16%。将在优化的工艺条件下制备的壳聚糖季铵盐产品,用于安徽淮南的城市污水处理后,污水的浊度去除率达到98.58%。     

壳聚糖衍生物改性磷酸锆自组装纳米材料的 制备及抑菌性能研究

以α-ZrP为载体,通过微波辐射法,将3种水溶性壳聚糖衍生物羧甲基壳聚糖、N-三甲基壳聚糖季铵盐和N-对苯甲氧基甲基壳聚糖季铵盐插层进入α-ZrP层间,制备得到3种壳聚糖衍生物/磷酸锆纳米复合抑菌材料。通过红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、电动电位分析和热重分析,对纳米复合材料的组成、结构和热稳定性进行表征。X射线衍射及电动电位分析实验结果表明:相较于α-ZrP,壳聚糖衍生物/磷酸锆纳米复合材料的层间距随着壳聚糖衍生物插层而明显增大,壳聚糖衍生物的正电性越强,复合材料的层间距越大,这表明壳聚糖衍生物与α-ZrP通过离子交换、氢键结合,已经成功地插层进入α-ZrP层间。热重分析结果显示复合材料的热稳定性较天然壳聚糖有显著提高。抑菌试验结果表明,复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都具有很好的抑菌效果。     

反相微乳液法制备壳聚糖季铵盐/四氧化三铁复合磁性纳米粒子

以环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)为季铵化试剂,制备了壳聚糖季铵盐(QC)———N-2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖,采用AgNO3电位滴定法测定了季铵化度。以柠檬酸钠为改性剂,一步法制备了水基Fe3O4磁性纳米粒子。基于静电自组装作用,采用反相微乳液法制备了QC/Fe3O4复合磁性纳米粒子。通过多种手段对所制备的复合磁性纳米粒子的结构进行了表征、对其性能进行了研究。红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)及X射线光电子能谱(XPS)的结果表明,QC主要包覆于Fe3O4的表面。透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)结果表明,复合磁性纳米粒子磁核为Fe3O4晶体结构,平均粒径大约为50 nm~60 nm。VSM结果表明,所制备的复合磁性纳米粒子仍具有超顺磁性,比饱和磁化强度为19.4emu/g。     

离子液体中壳聚糖的AGET ATRP改性及其抗菌性能研究

以壳聚糖为原料,2-溴异丁酰溴为反应试剂合成壳聚糖大分子引发剂CS-Br,并用其引发甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)在离子液体BMIMCl中的电子活化再生原子转移自由基聚合(AGET ATRP),制备出壳聚糖季铵盐抗菌剂P(CS-Br-DMC)。采用环境扫描电镜(ESEM)、红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)等对产物结构进行表征,并对其抗菌性能进行研究。结果表明,通过AGET ATRP可成功合成壳聚糖季铵盐P(CS-Br-DMC),且聚合物在丙酮溶液中具有自组装行为;所制备的壳聚糖季铵盐对织物具有优良的抗菌性能,其抗菌效果明显优于未改性的壳聚糖。     

镁合金表面的仿生修饰及抑菌性能

用2,3环氧丙基三甲基氯化铵对壳聚糖进行改性,合成了两种不同取代度(DS:29%,48%)的壳聚糖季铵盐,通过FTIR、HNMR表征以证实其分子结构。用仿生共沉积法,在模拟体液中添加两种不同取代度的壳聚糖季铵盐,在镁合金AZ91表面修饰了一层薄的仿生涂层。SEM和XRD对涂层分析表明:经仿生修饰后的镁合金表面为含有钙磷盐/壳聚糖季铵盐的复合涂层,涂层晶体构型不同。抑菌实验结果表明:与含有钙磷盐/壳聚糖的复合涂层样品相比,含有钙磷盐/壳聚糖季铵盐的复合涂层对金黄色葡萄球菌具有明显的抑菌作用;比浊法测定显示:对金黄色葡萄球菌作用6 h,四种含有不同量的壳聚糖季铵盐样品均具有较好的抑菌效果,抑菌率为90%以上;作用24 h的结果表明,模拟体液中添加较低浓度的壳聚糖季铵盐制备的样品抑菌效果较好,抑菌率为98%。     

季铵化壳聚糖改性ZnO/凹凸棒石纳米复合材料及其抗菌性能

凹凸棒石(APT)一维纳米棒晶在功能载体方面具有广阔的应用前景.本研究在凹凸棒石表面负载ZnO纳米粒子的基础上,采用季铵化壳聚糖进行改性,通过调控复合材料表面电荷进而提升抗菌性能.采用XRD、FESEM、TEM、EDS和BET对ZnO/APT纳米复合材料进行结构表征,采用FTlR和Zeta电位对季铵化壳聚糖改性ZnO/APT纳米复合材料进行改性分析.研究结果表明,ZnO纳米粒子均匀担载在凹凸棒石表面,季铵化壳聚糖成功改性了ZnO/APT复合材料.最小抑菌浓度试验表明,5％季铵化壳聚糖改性ZnO/APT纳米复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠埃希菌值分别为0.25 mg/mL和0.5 mg/mL.细胞毒性试验结果表明,在测试浓度范围内,季铵化壳聚糖改性纳米复合材料对HeLa细胞的存活率超过97.3％,具有良好的生物相容性.     

季铵盐壳聚糖抗菌纸的性能研究

以季铵盐壳聚糖为抗菌剂处理普通成纸,制备了包装用抗菌纸。采用抑菌圈法评价了该抗菌纸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果,研究了季铵盐壳聚糖的浓度对抗菌纸厚度、抗张强度、耐破度和抑菌性能的影响。结果表明,抗菌纸的抗张强度及耐破度均较原纸有所增加,厚度没有明显变化,能满足包装需求,且具有良好的抗菌性能,其抗菌效果随季铵盐壳聚糖浓度的增加而增强,并且相同季铵盐壳聚糖浓度下的抗菌纸对金黄色葡萄球菌的抑菌效果要好于大肠杆菌。     

有机化试剂结构对粘弹性大分子插层蒙脱土的影响

以Gemini季铵盐、十六烷基二甲基甜菜碱和十二烷基三甲基溴化铵为有机化试剂对蒙脱土进行有机化处理和粘弹性大分子插层反应,通过XRD分析测试手段,研究了有机化试剂空间结构大小及可反应基团获得的有机化蒙脱土结构差异,以及粘弹性大分子对不同有机化结构蒙脱土的插层行为,结果表明Gemini季铵盐对蒙脱土进行有机化处理效果最好,粘弹性大分子插层Gemini季铵盐有机化蒙脱土的插层量大于含可反应基团的十六烷基二甲基甜菜碱有机化蒙脱土以及十二烷基三甲基溴化铵有机化蒙脱土的插层量。     

壳聚糖微球的季铵化及其抗菌性能的研究

采用乳化交联法制备了壳聚糖微球,并对其进行季铵化表面改性。实验分别考察了溶剂、反应时间和季铵化试剂C_4H_9Br与壳聚糖微球物质的量之比对季铵化壳聚糖微球的影响。研究结果表明,壳聚糖微球在乙腈溶液中分散较好,反应时间为12h,季铵化试剂与壳聚糖微球的物质的量之比为3∶1时,制备的季铵化壳聚糖微球效果较好。对壳聚糖、壳聚糖微球、季铵化壳聚糖微球进行抗菌性能测试,发现其抗菌性能的强度大小依次为:季铵化壳聚糖>壳聚糖微球>壳聚糖,其中季铵化壳聚糖微球的抑菌率为52.1%。     

J55油管钢抗CO_2腐蚀复配缓蚀剂的制备及其缓蚀性能

目前,对油田常用油管材料J55钢抗CO_2腐蚀复配缓蚀剂研究不足,以油酸咪唑啉季铵盐和喹啉季铵盐为缓蚀剂主剂,配以辅助剂和表面活性剂配制了3种复配缓蚀剂,利用失重试验、扫描电子显微镜测试和电化学测试研究了3种复配缓蚀剂在油田采出水介质中对J55油管钢的缓蚀性能。结果表明:这3种复配缓蚀剂均有良好的抗CO_2腐蚀效果,其中喹啉季铵盐与硫脲复配缓蚀效果最好,高压失重试验中,缓蚀剂浓度为100 mg/L时缓蚀率可达85%以上,常压电化学测试中,缓蚀剂浓度为40 mg/L时,缓蚀剂可达97.91%;油酸咪唑啉季铵盐与硫脲复配、喹啉季铵盐与硫脲复配的缓蚀剂为抑制阳极型缓蚀剂,喹啉季铵盐与六亚甲基四胺复配的缓蚀剂为混合型缓蚀剂。     

水基切割液防锈剂的复配及其防锈效果

水基切割液钼酸盐防锈剂防锈效率低、对电导率影响大。以油酸、二乙烯三胺合成咪唑啉,经烷基化合成水溶性咪唑啉季铵盐,并与钼酸铵、葡萄糖酸钙一起复配成水基切割液防锈剂。采用电导率仪和电化学方法分析了水基切割液的电导率和腐蚀参数。结果表明:水溶性咪唑林季铵盐和钼酸铵起主防锈作用,葡萄糖酸钙起协同作用;钼酸铵含量对水基切割液电导率的影响最大;水基切割液的最优配比为1 000.0(水基切割液)∶2.0(水溶性咪唑季铵盐)∶1.0(钼酸铵)∶0.1(葡萄糖酸钙);水基切割液呈黄色;45钢在含防锈剂水基切割液中的腐蚀速率为0.240 9 mm/a,缓蚀效率达77.58%,电导率仅增加13.00%。     

Preparation of antimicrobial wound dressings via thiol–ene photopolymerization reaction

Preparation of poly (urethane-acrylate) based wound dressings with the ability to boost self-healing of skin tissue through physical protection and maintaining hygiene and moist environment over wounded area is described in the present work. The dressings were prepared via a visible-light induced thiol–ene photopolymerization reaction of a mixture consisting methacrylate urethane prepolymers with hydrophilic and hydrophobic backbones, a quaternary ammonium salt containing methacrylate monomer as an antimicrobial agent, hydroxyethyl methacrylate as reactive diluent and a tetra-functional thiol molecule as a transfer agent. The prepared dressings were characterized and their performance as wound dressings were evaluated through measuring their equilibrium water absorption (EWA), water vapor transmission rate (WVTR), mechanical, and biological properties. Based on recorded data, the optimized dressing formulation had suitable tensile strength even at fully hydrated state and it could preserve the appropriate moist environment by balanced EWA and WVTR ratio. MTT assay confirmed proper cytocompatibility of those dressings containing optimized concentration of quaternary ammonium salt containing monomer (20 wt% or less). Examination of antibacterial activity against different Gram positive, Gram negative bacteria and a fungal strain revealed a complete killing ability for those dressings containing at least 20 wt% of quaternary ammonium salt containing monomer.     

海藻酸钠/壳聚糖复合纸的制备及性能研究

目的研究海藻酸钠/壳聚糖对纸张的增强作用及制得复合纸对色素及金属离子的等温吸附特性,实现海藻酸钠/壳聚糖在纸张中的复合应用。方法依次采用阴离子多糖海藻酸钠、阳离子多糖壳聚糖季铵盐对纤维素滤纸进行浸渍干燥处理。结果相比滤纸基材,复合纸的抗张强度提高了119%,耐破度提高了105%。红外检测显示,复合纸的氢键吸收峰变宽、变高,说明材料中的氢键结合力变强。吸附等温线拟合显示,制得的复合纸对甲基橙色素具有较好的吸收性能。对Cu2+的吸附符合Langmuir及Freundlich模型方程,属于单分子层吸附。结论海藻酸钠/壳聚糖可用于制备具有一定吸附性能的复合纸,并能增强其力学性能。     

咪唑啉型复配缓蚀剂对20钢在高含CO2油田污水中缓蚀行为影响的研究

利用缓蚀剂成膜试验和失重试验研究了咪唑啉型复配缓蚀剂对20钢在高含CO2油田污水中的缓蚀行为.成膜试验结果表明,咪唑啉型缓蚀剂与TXP-10、乌洛托品、异丙醇复配后,大大提高了成膜的完整性.70℃和90℃时,咪唑啉酰胺和松香咪唑啉季铵盐缓蚀剂复配后,有利于提高缓蚀效率;120℃时,咪唑啉酰胺缓蚀剂分子分解,而松香咪唑啉...     

SoI--gel modification of pH electrode glass membranes for sensing anions and metal ions

To obtain glass membrane electrodes selective for anions and metal ions, pH electrode glass membranes were modified by a sol-gel method using a quaternary ammonium salt and a bis(crown ether). A chloride ion-sensing glass membrane was designed, in which a pH electrode glass membrane was modified chemically by an alkoxysilyl quaternary ammonium chloride. X-ray photoelectron spectroscopy confirmed the chemical bonding of the quaternary ammonium moiety to the starting glass surface, which afforded the first example of glass-based "anion"-sensing membranes. A neutral carrier-type sodium ion-selective glass membrane was also fabricated which encapsulates a bis(12-crown-4) derivative in its sol-gel-derived surface. Both sol-gel-modified anion and metal ion-selective glass electrodes exhibited high sensitivity to their ion activity changes. The present sol-gel modification paves the way for designing glass-based ion sensors with tailor-made ion selectivities toward anions as well as cations.     

壳聚糖/有机锂皂石纳米复合材料的制备及抗菌性能研究

采用离子交换法将季铵盐及壳聚糖插层到锂皂石层间, 制备锂皂石基二次插层复合物。所制备的两种二次插层复合物的层间距相比于纯的锂皂石分别增加了0.276 nm和0.262 nm。用大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. cereus)为模拟体系对二次插层复合物的抗菌性进行了检验, 利用抑菌环和平板计数法测定两种二次插层复合物的抗菌能力。抗菌结果显示, 细菌与两种复合物接触24 h后, 锂皂石/十四烷基三甲基溴化铵/壳聚糖对大肠杆菌的抗菌率可达100%, 对S.cereus的抗菌率可达85%以上, 锂皂石/十六烷基三甲基溴化铵/壳聚糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均可达99%以上。采用扫描电镜法及β-半乳糖苷酶活性考察了两种复合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌过程及机理, 结果表明: 复合物首先通过表面带的正电荷将表面带负电的细菌吸附到材料表面, 随后借助有机物阳离子的疏水作用, 穿透细菌细胞膜, 从而达到杀菌效果。