本实验采用流延法，以果胶，壳聚糖、羧甲基纤维素钠（CMC-Na）为成膜材料制备复合膜。通过性能指标的测定，依次考察了不同酯化度果胶、不同分子量的壳聚糖以及羧甲基纤维素钠的不同质量比对形成复合膜质量的影响。结果表明200kDa的壳聚糖与高酯果胶及CMC-Na共混制备的复合膜的水蒸气透过量为1014.65g/（m2×24h）符合药用敷料的要求；当50kDa壳聚糖低酯果胶羧甲基纤维素钠=2:1:1时，复合膜的水蒸气透过率较低，溶胀度较高，力学强度较高可拟作为药用胶囊壳原料；当200kDa壳聚糖低酯果胶羧甲基纤维素钠=2:1:1时，膜的水蒸气透过率低，韧性和强度较优，可用作食品包装材料。本实验为薄膜在食品包装及医用领域如药用敷料、胶囊壳等方面的应用提供了参考。关键词 薄膜，壳聚糖，低酯果胶，高酯果胶
目 录
1 引言 1
2 成膜材料 1
2.1 合成材料 1
2.2 天然薄膜材料 2
3 膜的制备方法 4
3.1 流延法 4
3.2 喷雾热分解法 5
3.3 旋转涂膜法 5
3.4 浸涂法 5
4 膜的应用 5
4.1 食品领域 6
4.2 医药领域 6
4.3 其他应用 7
5 研究目的及意义 7
6 材料与方法 8
6.1 主要材料 8
6.2 仪器 9
6.3 试验方法 9
7 结果与分析 12
7.1 壳聚糖/果胶/羧甲基纤维素钠复合膜的制备工艺优化 12
7.2 结构表征分析 17
结论 24
致谢 25
参考文献 26
1 引言
薄膜通常是由人类加工合成而得到的透明薄片。1980年左右至今，薄膜的种类在不断增多，功能和技术也在不断发展，在人类生活的运用中也更加频繁和重要，从而薄膜的制备技术及材料的选取也成为了科学研究的重要部分之一。在日常生活中常见的薄膜类型主要有：塑料薄膜，光学薄膜及天然高分子薄膜等。其中塑料包装在日常生活中的食品、医药、化 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ￥351916072￥ 
工等领域应用最为广泛，但是化学合成塑料包装及食品保鲜膜具有难降解的特性，对环境危害较大，会造成严重的“白色污染”。与合成材料相比，天然高分子基膜安全、无污染和可降解。随着人们对环保的关注度的增加，天然的薄膜材料在食品包装、保鲜及药用敷料等相关研究领域很快的变成了热点，并取得了一定的成果。
2 常用成膜材料
2.1 合成材料
随着工业化的发展，分离技术的不断提高，膜分离已经成为了商业普遍使用的单元操作。六十年代，由于制备工艺的影响，当时的合成膜普遍存在渗透性低，选择性差等特性，只在少数的电化学设备上使用。在五十时代时，在美国海水的淡化技术急需提高，科学研究者不断利用物理、聚合物化学以及显微镜技术，不断合成出性能更优质的膜。不对称膜和复合膜的出现，更是拓宽了膜的适用范围如超滤技术已在汽车制造、食品加工和化工业频繁使用，并实现商品化[1]。
王建龙[2]等在研究得出：人工合成膜在生化工程领域可以用作生物催化剂固定化的载体，并逐渐成为研究热点。种类不一的膜体系可以和生物催化剂形成不同膜的生化反应器，主要有连续搅拌罐/超滤反应器体系，渗透膜体系、中空纤维反应器、不溶性生物催化剂膜体系。膜反应器的优点是：生产和产物分离可实现同步，便于进行放大工作，且满足自动控制的要求，这些优点使其在食品发酵、医药生产、能源制备、等方面得到广泛运用。人工合成膜的不断创新和研究，膜技术与生物技术的融合，将不断的促进生物工程技术的进步。
2.1.1  聚乙烯（PE）
聚乙烯是由乙烯聚合而成的结晶热塑性树脂，化学稳定性较好，聚乙烯薄膜普遍用于食品包装保鲜。日常使用量占塑料薄膜使用总量的40%以上，但是传统包装聚乙烯薄膜会出现出雾和细菌滋生等缺陷。魏丽娟[3]在研究薄膜成雾和抗菌性的基础上，以PE膜为基膜，添加防雾剂如：聚甘油脂肪酸酯、防雾母粒；抗菌剂如：丙酸钙，脱脂乙酸钠等制备复合膜，发现与单独PE膜对比，不仅有防雾抗菌性，膜的拉申强度和热稳定性也得到了一定的提高。
2.1.2 聚丙烯（PP）
聚丙烯是由丙烯聚合而成的结晶热塑性树脂，是一种常用的合成膜材料。因其较强的绝缘性且易于合成，易于生产等特点，被广泛用于薄膜的制作。但由于聚丙烯非极性，制得的聚丙烯的膜亲水能力不强。陈铭忆[4]等采用在PP膜上覆盖聚多巴胺层的方式，发现多巴胺能够在膜上自动聚合，可以实现对膜的改性，改性后的膜大大提高了吸水性。
2.2 天然薄膜材料
2.2.1   果胶
果胶是天然的酸性大分子多糖，植物细胞壁内含有果胶[5]。根据酯化度的差异，果胶可被分成高酯和低酯两大类。人们把酯化度高于百分之五十的果胶认作高酯果胶，低于百分之五十为低酯果胶。低酯与高酯果胶的性质差异还表现在胶凝的条件上，高酯在强酸性和可溶性固体物大于百分之五十五才实现胶凝，而低酯在有二价阳离子离子的条件下，便可实现胶凝。
果胶拥有优良的成膜性和乳化性，果胶基膜具有对人体无毒、环保、可食用、可降解的特性。果胶具有良好的降解性，被认为是理想生物材料之一，凭借良好的成膜作用，在食品药品包装及保鲜技术等方面运用广泛。但单独的果胶成膜依旧存在蒸气透过率和透光率较高的缺点。丁克毅[6]等通过测定果胶/壳聚糖复合膜的抗菌性、水蒸气透过率、透过率、及力学等性能，发现质量比例不同的壳聚糖和果胶制备膜时，检测出膜的性能不同，在壳聚糖和果胶的质量的比是1:1时，综合性能较优，具备最低蒸汽透过率，抗菌性较强，此时溶胀度为487%。相比于果胶单独成膜，壳聚糖的加入，使得果胶膜的水蒸气透过率和透光率减弱，膜的抗菌性增强，药物的保质期也得到了增长，同时也具备较优的降解和溶胀性。窦岩[7]等通过对壳聚糖/明胶复合膜性能的研究，进行膜的性能改善，在复合膜基础上加入果胶，形成新的复合膜。因果胶中存在羧基和羟基，增强复合膜的亲水能力，进而导致对血清蛋白的吸附能力改变，最终实现对细胞的增殖和粘附的性能改善，促进了骨髓基质干细胞的黏附和生长，同时更能促进其诱导分化为成骨细胞。果胶和别的材料制备膜不仅能够提高果胶膜的性能，同时也提高复合膜的性能。
2.2.2 海藻酸钠
海藻酸钠是一种可从褐藻等藻类体内提取出的常见聚合物。结构中含有聚甘露糖醛酸和聚古罗糖醛酸链段，具有良好的成膜性，在减少食品水分蒸发和防止食品被氧化，肉类保鲜以及阻止微生物污染等反面应用广泛。

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