壳聚糖膜的增塑研究进展

1 引言
塑料热稳定性、适应性及机械加工性能较高、重量轻、价格低,已成为生活中不可或缺的日常用品。由于技术经济方面的困难,全球仅有不到3%的废塑料被回收。为了减少化石废料,人们对开发可生物降解材料的兴趣不断增加。
1.1 壳聚糖
壳聚糖(Chitosan,CS)是继纤维素之后地球上第二丰富的天然聚合物,具有许多优良的特性,包括可再生性、生物降解性、生物相容性和无毒性。壳聚糖存在非常强的分子内和分子间氢键,具有各种同素异形体的结晶或半结晶结构,纯壳聚糖制成的薄膜显刚性和脆性。目前主要添加增塑剂,混合制膜和微米、纳米颗粒掺入等,以提高其橡胶性质。
1.2 增塑剂
增塑剂通常是低分子量惰性有机化合物。这些化合物能够降低聚合物的玻璃化转变温度t g和熔点t m,改善聚合物的橡胶性质,即允许聚合物膜在更高温度下起作用的同时仍保持柔韧性。本文对不同的壳聚糖增塑剂体系进行综述,以期对后续科研工作提供参考。2 壳聚糖膜增塑研究现状
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2.1 传统增塑体系
Kammoun等人[1]对CS/多元醇体系进行了研究,以浇铸法制备的薄膜加入PEG或甘油后抗菌性及生物降解性均有提高。此外,水合盐、柠檬酸盐等也可作为增塑剂应用于CS膜。甘油具有强氢键供体和受体能力,可能是最适合作为CS增塑剂的候选物[2]。2.2 离子液体增塑体系
离子液体(Ionic Liquids,ILs)具有独特的物理化学性质,例如低熔点,低挥发性,良好的热/化学稳定性等。Cui团队[3]采用离子液体制备出了膜材料,薄膜厚度适宜(约0.02mm)具有光滑的表面,没有卷曲。通过乙醇再生制备的CS膜拉伸强度高达24MPa,水蒸气透过率(WVP)270 gm-2 d -1,是迄今为止不添加增塑剂而得到的最好成果。Fu等人[4]采用新型二元离子液体[AMIM]Cl(1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐)和[Gly]Cl (甘氨酸盐酸盐)溶解CS,并通过溶液流涎法制备CS/纤维素(Cs/Ce)共混膜,其优异的热稳定性、抗菌性及可降解性使其有望成为新型可降解抗菌材料。
2.3 低共熔溶剂增塑体系
天然低共熔溶剂(Natural Deep Eutectic Solvents,NADES)是两种或多种廉价安全组分的混合物,通过氢键受体(例如季铵或季鏻阳离子的卤化物盐)与氢键供体部分(例如柠檬酸、尿素、甘油)彼此缔合。与单一组分凝固点相比,组分之间形成氢键会发生电荷离域,降低混合物熔点[5]。
以氯化胆碱(ChCl)为氢键受体的NADES成本低,生物降解性好且无毒性。Galvis-Sanchez等[6] 首次将ChCl和柠檬酸(CA)低共熔混合物成功地用作可生物降解增塑剂,其与仅用CA作增塑剂的CS膜相比,掺入ChCl改善了CS-CA薄膜的脆性结构。随后分别用苹果酸(MA)、乳酸(LA)、柠檬酸(CA)和甘油(Gly)与ChCl形成NADES,增塑CS薄膜。通过改变NADES的组成,可改变薄膜的形态以及机械强度和
壳聚糖膜的增塑研究进展
侯云鹏1   陈锡海1   王欣瑜2   高玉蕾1   傅惠2   陈坤1
1.中国石油大学(华东)化学工程学院  山东 青岛 266000
2.中国石油大学(华东)理学院  山东 青岛 266000
摘要:过去几年来,人们对开发可生物降解材料以取代传统石油基塑料的兴趣不断增加。本文对不同的壳聚糖增塑剂体系进行了综述,并对各体系的优缺点进行了分析比较,以期对后续的科研工作提供参考。
关键词:可降解材料 壳聚糖 增塑剂
Progress in plasticization of chitosan membrane
Hou Yunpeng1,Chen  Xihai1,Wang  Xinyu2,Gao Yulei1,Fu Hui2,Chen Kun1
核反应堆的慢化剂1.College of Chemical Engineering,China University of Petroleum (East China),Qingdao 266000
2.College of Science,China University of Petroleum (East China),Qingdao 266000
Abstract:There has been enhanced interest in developing biodegradable materials to replace traditional petroleum-based plastic. In this paper,different chitosan plasticizer systems are reviewed,the advantages and disadvantages of each system are also analyzed and compared. Hope can provide an accurate reference value for the subsequent scientific research work.
Keywords:Degradable Material;Chitosan;Plasticizer
1.中国石油大学(华东)校级教改,基于命题讨论亚案例教学法的绿化学与化工导论双语教学改革与实践,厅局级,编号JY-B201819;
2.中石油科技创新基金,超临界CO介入下生物质高效催化脱氧定向制备低碳化学品技术,省部级,编号:2017D-5007-0506;
3.中央高校基本科研业务费专项资金,超临界CO介入下生物质高效催化脱氧两步法定向制备低碳化学品应用基础研究,厅局级,编号:17CX05016)
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防水性能。Sokolova等[7]成功制备了高达82%DES(丙二酸/ChCl)的新型CS膜。首次探讨了CS薄膜的纳米级力学性能。可应用于特定的药物递送中。Almeida 团队[1]使用刮涂法制备具有不同量的DES(ChCl/LA)和姜黄素的CS薄膜。研究发现含有DES的薄膜具有更高的WVP、水溶性和水吸附能力,有希望应用于食品包装。Pereira等人[8]使用CS/姜黄素的乙酸水溶液制备薄膜。加入微晶纤维素(MCC)作为增强剂,DES (ChCl/甘油)作为增塑剂,适合用作食品指示剂。
3 展望
CS薄膜的研究进一步拓宽了人们对可降解绿材
料的认知领域,研究表明增塑剂依靠氢键作用于CS薄膜,但却没有普遍接受的作用机制,大多数关于
作用机理的研究仅针对单一的CS体系进行,尚不清楚所提出的作用机制是否也适用于CS/DES体系。针对CS/DES 增塑体系的作用机制仍需深入探究。CS薄膜已基本实现可降解,其抗菌性也较为优异,但受制于壳聚糖生物质的特性,薄膜的热稳定性是现阶段研究的重点之一,水蒸汽渗透性仍有很大的提升空间,抗老化能力仍需作进一步探索,大批量生产工艺还有待于深入探讨。
参考文献
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学物质,在污水温度较低的环境下,有害的物质会溶解在污水中,而当污水的温度出现了一定的上升,这些有害的化学物质很有可能蒸发到空气中给周边的环境造成一定的污染。
在污水温度控制的过程中一般情况下,都是采取铂热电阻制成的温度传感器,由于该电阻对温度非常的敏感,可以对温度变化在正负0.1摄氏度的水温进行数据的获取反馈。在电气自动化控制运行的过程中该温度传感器主要是,将污水处理池的温度变化信号转化为电压信号,该电压信号经过放大器的处理,最后传递到控制系统当中,实现电气自动化控制系统的温度闭环反馈控制。
3.3 酸碱度的控制与检测
在上文中我们说了酸碱度指对污水处理质量的影
响,在电气自动化控制系统运行的过程中为了准确的测算出污水溶液中的酸碱度,一般情况下,主要是利用电位法进行测量。在测量的过程中由于污水中的酸碱度信号变化量太小,不易检测出,因此在酸碱度检测的时候,可以采取放大器对收集的信号进行放大,
从而更加准确的获取污水的实际酸碱度变化值[2]。
分动器油3.4 污水含量的检测
在工厂污水处理系统运行的过程中为了实现自动化的处理,需要对污水的含量进行实时的监测。在实际监测的过程中主要是利用静压式传感器进行监测,从而实现电气自动化控制系统的自动处理。
4 结束语
综上所述,在工厂污水处理的过程中为了更好的提高污水处理的质量,可以很好的将电气自动化控制技术应用到污水处理当中,不断的提高工厂运行的经济效益。 
参考文献 
[1]胡文岳.工厂污水处理系统电气控制自动化研究[J].电子技术与软件工程,2016,14:154.
[2]朱玉敏.污水处理系统电气控制自动化探究[J].内燃机与配件,2017,24:125.
作者简介
孟佳宁(1989-)男,陕西兴平人,助理工程师,主要研究电气工程及自动化方面工程设计实践方向。
(上接第41页)

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