壳聚糖—己二酸双重包覆改性碳酸钙的界面特性研究

摘要

本文以己二酸为界面改性剂，在碳酸钙(CaCO3)表面引入羧基，然后通过壳聚糖2位氨基与羧基反应制备了壳聚糖-己二酸双重包覆改性碳酸钙(简称CAC)。采用红外光谱(FTIR)，热重分析(TG)，X射线衍射(XRD)，扫描电镜(SEM)表征了CAC的结构和表面形貌;测定了CAC的Zeta电位，比表面积，接触角，粒度分布等界面性能;研究了壳聚糖包覆层的稳定性及其与碳酸钙基体的结合强度;将CAC分散于液相体系，研究其抑菌性能。
　　 本研究表明：⑴FTIR结果表明壳聚糖，己二酸，CaCO3之间不是简单的物理吸附，而是通过壳聚糖2位氨基与由己二酸引入的CaCO3表面羧基发生化学作用实现对CaCO3的包覆改性。⑵壳聚糖包覆在碳酸钙表面后其热稳定性有所提高，热分解温度比原壳聚糖提高了30℃。⑶XRD显示己二酸和壳聚糖包覆在碳酸钙表面后，并未破坏碳酸钙的晶格，仍保持其原有结构。SEM显示当壳聚糖用量大于5％时，碳酸钙颗粒表面几乎完全被包覆。⑷壳聚糖包覆能改善CAC颗粒的界面性能，特别是当壳聚糖用量为9％时，CAC的Zeta电位由-27.58mv提高到+13.11mv，比表面积由2.846m2/g提高到4.709m2/g，平均粒径由11.21μm降低至7.49μm，接触角由0度变为87度，产物的疏水性增强。⑸壳聚糖包覆层在液相分散体系有较好的稳定性，经过50min的搅拌或超声波震荡后并未受损。FTIR结果也显示经处理后CAC的表面结构没有发生变化，但机械研磨易使包覆层受损，在30min的研磨后基本已将包覆层完全破坏。⑹碳酸钙经表面包覆后，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均表现出了一定的抑菌性能。但当壳聚糖包覆层受损后，CAC抑菌性下降，甚至消失。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 碳酸钙表面改性的研究现状

1．1．1 碳酸钙的应用状况

1．1．2 碳酸钙的表面改性方法

1．1．3 碳酸钙的主要改性剂及改性原理

1．2 壳聚糖包覆物的研究现状

1．2．1 壳聚糖简介

1．2．2 壳聚糖应用研究进展

1．2．3 壳聚糖包覆材料的研究进展

1．3 本课题的研究内容及意义

1．3．1 本课题的研究内容

1．3．2 本课题的研究意义

第二章 壳聚糖-己二酸双重包覆改性碳酸钙的制备与表征

2．1 前言

2．2 实验材料与仪器

2．2．1 材料

2．2．2 实验仪器

2．3 试验方法

2．3．1 壳聚糖脱乙酰度的测定

2．3．2 CAC的制备

2．3．3 己二酸，壳聚糖包覆率的测定

2．3．4 CAC红外光谱的测定

2．3．5 CAC热重曲线的测定

2．3．6 CAC的XRD测定

2．3．7 CAC的SEM分析

2．4 结果与讨论

2．4．1 己二酸，壳聚糖包覆率分析

2．4．2 CAC的红外光谱研究

2．4．3 CAC的热重分析研究

2．4．4 CAC的XRD研究

2．4．5 CAC的SEM研究

2．5 本章小结

第三章 壳聚糖-己二酸双重包覆改性碳酸钙的界面性能研究

3．1 引言

3．2 实验材料与仪器

3．2．1 材料

2．2．2 实验仪器

3．3 试验方法

3．3．1 CAC Zeta电位的测定

3．3．2 CAC比表面积及孔径的测定

3．3．3 CAC平均粒径的测定

3．3．4 CAC表面接触角的测定

3．4 结果与讨论

3．4．1 壳聚糖用量对CAC Zeta电位的影响

3．4．2 壳聚糖用量对CAC比表面积与孔径影响

3．4．3 壳聚糖用量对CAC平均粒径的影响

3．4．4 壳聚糖用量对CAC表面接触角的影响

3．5 本章小结

第四章 壳聚糖包覆层的稳定性及其抑菌性研究

4．1 前言

4．2 实验材料与仪器

4．2．1 材料

4．2．2 实验仪器

4．3 试验方法

4．3．1 壳聚糖包覆层在水中的稳定性研究

4．3．2 壳聚糖包覆层与基体的结合强度评价

4．3．3 壳聚糖包覆层的抑菌性能测定

4．3．4 壳聚糖包覆层受损后的抑菌性能测试

4．4 结果与讨论

4．4．1 壳聚糖包覆层在水中的稳定性

4．4．2 壳聚糖包覆层与基体的结合强度

4．4．3 壳聚糖包覆层的抑菌性研究

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 有待深入的研究工作

5．3 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文