壳聚糖双胍盐酸盐/聚乙烯醇复合包装膜的制备

摘要

在综合性能优异的聚乙烯醇膜基础上，添加有机高分子抑菌剂壳聚糖双胍盐酸盐，从而制备抑菌性能优异的复合包装膜，以应用在食品包装上抑制微生物生长，更好的保护内装商品，降低因腐败造成的浪费。
　　首先采用壳聚糖与双氰胺为原料，制备抑菌剂壳聚糖双胍盐酸盐。分别研究盐酸浓度、反应官能团摩尔比（氨基∶氰基）和反应时间对产率的影响。结果表明，当盐酸浓度为0.4mol/L，反应官能团摩尔比1∶5，反应时间为20mim时，产率达到最高为92.96％。
　　然后利用傅立叶红外光谱法和滤纸扩散法分别研究了抑菌剂壳聚糖双胍盐酸盐的分子结构和抑菌性能，研究表明壳聚糖双胍盐酸盐分子出现新官能团双胍基团，抑菌性得到提高，与壳聚糖相比较，最小抑菌浓度降低了50％。通过扫描电镜观察到，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌经过抑菌剂24h处理后，生长繁殖受到了抑制，破坏了细胞的稳定性。
　　同时利用电子万能试验机、透气测定仪、XRD衍射测试仪和扫描式电子显微镜等仪器对聚乙烯醇复合膜的性能进行测试。测试表明，随着壳聚糖含量的增加，复合膜的拉伸强度和断裂伸长率变化趋势相反，拉伸强度由26.31MPa增大到57.32MPa;断裂伸长率由50.29％减小到28.70％，;透氧系数和透湿系数都随着壳聚糖含量的增加而增大,结晶度表现出逐渐减小的趋势，断面结构逐渐变得不光滑，出现“鱼鳞”片层状。而机械性能随着聚乙烯醇含量变化趋势与壳聚糖含量变化趋势相反，拉伸强度逐渐减小，最小为25.23MPa;断裂伸长逐渐增大，最大为50.28％;阻隔性能逐渐变差，结晶强度逐渐增大，断面结构逐渐出现团聚现象。在红外光谱图测试下表明复合膜的两种组成成分壳聚糖与聚乙烯醇，分子间只产生了分子间作用力和氢键。通过添加增塑剂和交联剂，薄膜的韧性和抗水性增强，综合性能近一步得到完善。
　　最后将新制备的抑菌剂添加到聚乙烯醇复合膜中，制备聚乙烯醇抑菌复合膜。抑菌实验结果表明，复合膜的抑菌效果随着抑菌剂含量的增加而增大，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率可达到98.86％和99.12％，表现出良好的抑菌性。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 研究背景

1．2 国内外抑菌包装材料的研究与开发

1．2．1 国内研发现状

1．2．2 国外研发现状

1．3 抑菌剂的种类及特性

1．3．1 天然抑菌剂

1．3．2 无机抑菌剂

1．3．3 有机抑菌剂

1．4 聚乙烯醇复合包装膜的研究进展

1．4．1 聚乙烯醇包装膜的制备技术

1．4．2 壳聚糖包装膜的开发研究

1．4．3 聚乙烯醇复合包装膜的技术现状及发展趋势

1．5 本论文的研究内容及意义

1．5．1 研究内容

1．5．2 研究意义

2 实验材料与方法

2．1 实验材料

2．2 实验仪器与设备

2．3 实验方法

2．3．1 壳聚糖双胍盐酸盐(CHG)的制备及性能

2．3．2 壳聚糖双胍盐酸盐(CHG)的性能表征

2．3．3 制备聚乙烯醇复合包装膜

2．3．4 聚乙烯醇包装膜的红外测试

2．3．5 聚乙烯醇包装膜的力学性能测试

2．3．6 聚乙烯醇包装膜的透氧性能测试

2．3．7 聚乙烯醇包装膜的透湿性能测试

2．3．8 聚乙烯醇包装膜的XRD衍射测试

2．3．9 聚乙烯醇包装膜的断面结构测试

2．3．10 聚乙烯醇抑菌复合包装膜的制备及抑菌性

3 结果与讨论

3．1 壳聚糖双胍盐酸盐(CHG)的合成条件确定

3．1．1 盐酸浓度对产率的影晌

3．1．2 反应官能团摩尔比对产率的影响

3．1．3 反应时间对产率的影响

3．1．4 正交试验

3．2 壳聚糖双胍盐酸盐(CHG)的性能表征

3．2．1 壳聚糖双胍盐酸盐的物理性能

3．2．2 壳聚糖双胍盐酸盐的红外表征

3．3 壳聚糖双胍盐酸盐(CHG)的抑菌性能分析

3．3．1 壳聚糖双胍盐酸盐的抑菌性测试

3．3．2 壳聚糖双胍盐酸盐的最小抑菌浓度

3．3．3 壳聚糖双胍盐酸盐的抑茵机理

3．4 制备条件对聚乙烯醇复合包装薄膜性能的影响

3．4．1 壳聚糖含量对复合薄膜性能的影响

3．4．2 聚乙烯醇含量对复合薄膜性能的影响

3．4．3 甘油含量对复合薄膜性能的影响

3．4．4 交联剂含量对复合薄性能的影响

3．4．5 正交实验

3．5 影响聚乙烯醇抑菌复合包装膜的性能因素

3．5．1 聚乙烯醇抑菌复合包装膜的物理性能

3．5．2 聚乙烯醇抑菌复合包装膜的抑菌性

4 结论

4．1 结论

4．2 创新点

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢