壳聚糖膜的制备及其表面浸润性研究

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浸润性是固体表面的重要特征,通常用接触角(CA)来衡量。超疏水(接触角大于150°)和超亲水(接触角小于10°)表面具有自清洁性,得到了人们的广泛关注,构建超疏水(超亲水)的纳米界面材料在基础科学和应用领域都具有重要的意义。本论文成功构建了具有空气中超亲水,同时在水下具有超疏油的壳聚糖表面,并且研究了表面结构和化学组成对其表面浸润性产生的影响。主要内容包括:采用简单的流延法,制备了具有微纳米结构的壳聚糖膜。研究发现:壳聚糖浓度与粘度成正比,粘度与时间成反比,所以制膜液在脱泡后要马上使用;壳聚糖浓度过低制备的膜很脆且不易剥离,而浓度过高只能形成坚硬的小块,使用浓度为2%~8%之间的比较适宜;冰醋酸浓度为2%时,成膜厚度适中且易脱膜;制好的膜分别采用烘箱烘干、自然风干和红外干燥,在电镜下发现只有烘箱烘干能较好的保持壳聚糖膜的表面结构。用电镜观察了不同条件下制备的壳聚糖膜,结果表明,分子量对膜的表面形貌有很大影响,低分子量的膜表面布满了小颗粒,高分子量的膜表面是由平缓的长条和零散的团聚共同组成。预蒸发温度对膜表面形貌无显著影响;在接触角测量中发现,壳聚糖膜在空气中对水滴均表现为亲水,接触角值在0°~41.08°;壳聚糖膜在空气中对油滴均表现为亲油,接触角值在20.63°~48°;壳聚糖膜在水中对油滴均表现为疏油,接触角值在134.18°~154.75°。膜经碱液处理后,接触角会发生变化,增大亲水(疏油)性物质的粗糙程度可以增强其亲水(疏油)性能,达到超亲水(疏油)状态,膜可以实现自清洁。
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