羧甲基纤维素强化胶原纤维膜的制备及其性能分析

摘要

基于静电相互作用(离子键、范德华力)的蛋白质-多糖聚合现象成为改良可食膜的重要手段.本实验以酸溶胀胶原纤维(正电性)为基料,研究带负电性的羧甲基纤维素(carboxymethyl cellulose,CMC)对胶原纤维膜性能的影响.结果 表明:当CMC添加量(以胶原纤维质量计,下同)过多(大于10％),成膜液发生絮凝甚至分层现象而不能成膜;随着CMC添加量(范围为0％～5.0％)的增加,成膜液ζ-电势显著下降,pH值无明显变化,复合膜表面越来越粗糙,膜厚度增加,透光率显著降低(P＜0.05);复合膜拉伸强度和杨氏模量随CMC添加量增加而显著增加(P＜0.05),而断裂延伸率显著降低(P＜0.05);当CMC添加量达5.0％时,复合膜的水蒸气透过率达到(32.41±0.86)g/(m·s·Pa),阻氧性与膜溶胀动力学性能显著提高(P＜0.05);此外,热稳定性分析表明添加CMC能够提高复合膜热稳定性.由此可知,CMC能够通过静电相互作用促进与胶原纤维的结合,提高胶原纤维膜相关机械强度和阻隔性能,从而为可食膜性能提升提供了一种可行手段.