Page 52 - 精细化工2019年第12期

·2380· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

膜的拉伸强度。测试速率为 1.00 mm/s，夹具间距离 粒径、PDI 和 Zeta 电位能反映复合膜液的均一性 [13] ，
为 50 mm。计算公式为： 由表 1 可知，随着油酸含量增大，复合膜液粒径显
P 著增大，平均粒径由 555.33 nm 增大到 1419.67 nm，
TS  （1）

bd 可能是壳聚糖分子与玉米醇溶蛋白分子氢键相互作
式中：TS—拉伸强度，MPa；P—试样断裂时的拉力， 用 [14] 以及玉米醇溶蛋白的非极性基团与疏水性高的
[8]
N；b—试样的宽度，mm；d—样品的厚度，mm。 油酸结合 使平均粒径增大所致。研究表明，Zeta
（2）断裂伸长率（EAB）测定 电位大于 30 mV 的膜液通常比较稳定 [15] ，复合膜液
膜的断裂伸长率按下式计算： Zeta 电位随着油酸含量增大显著增大，平均电位由
EAB/%=ΔL/L×100 30.17 mV 增大到 35.07 mV，电位均大于 30 mV，复
式中：ΔL—断裂后标距段的总变形长度，mm；L— 合膜液具有较好的稳定性。样品 PDI＜1，表现出较
原标距长度，mm。 好的分散性 [16] ，其中 OA-30 和 OA-45 的 PDI 较小，
1.2.4.3 水蒸气透过性 说明油酸的添加使玉米醇溶蛋白和壳聚糖的微观混
[7]
参考 Zhang 等 的方法。称取 3 g 无水 CaCl 2 合加强，更易形成分散度高的混合体系。
于称量瓶中，用复合膜将瓶口密封，称重并记为 m
（g），放入恒温恒湿箱中，于 23 ℃保持 90%相对
湿度，24 h 后，再称量并记为 M（g），根据前后质量
变化计算水蒸气透过系数（WVP）。WVP 用下式计算：
 m  L
M 
WVP  （2）

D S  P
式中：L—膜厚度，mm；D—时间，d；S—膜的有
2
效面积，m ；ΔP—膜内外水蒸气压差，kPa。
1.2.4.4 氧气透过性
参考 Zhang 等 [12] 的方法测定复合膜氧气透过性

（OP）。 图 1 复合膜液的粒径分布曲线
Fig. 1 Particle size distribution curves of film-forming solutions
1.2.4.5 SEM 测定
将复合膜裁成 2 mm×2 mm 的碎片，用镊子固 表 1 复合膜液的粒径、PDI 和 Zeta 电位
定到样品台上，对薄膜进行喷金处理，加速电压为 Table 1 Particle size, PDI and Zeta potential of film-
forming solutions
5 kV，用扫描电子显微镜观察复合膜的形貌。
粒径/nm PDI Zeta 电位/mV
1.2.4.6 X 射线衍射分析
b
b
CK 555.33±43.47 0.71±0.05 a 30.17±2.76
在 25 ℃下，应用 X 射线衍射仪记录复合膜的 OA-15 632.45±60.17 0.67±0.03 a 30.77±2.61
b
b
XRD 图谱。X 射线源为 Cu K α 射线，电压为 40 kV， OA-30 1307.50±43.13 0.34±0.05 b 34.70±0.52 a
a
b
电流为 40 mA，扫描角度 6°~40°。 OA-45 1419.67±180.79 a 0.38±0.11 35.07±0.78 a

1.3 数据处理 2.2 膜液流变性考察
上述实验均重复 3 次，用 Origin 8.5 绘制图像， 2.2.1 静态流变学特性
用 SPSS 17.0 对数据进行方差显著性分析，并用 复合膜液的黏度随剪切速率的变化情况见图 2。
Duncan 法进行多重比较，不同字母表示数据间有显
著性差异（p<0.05）。
2 结果与讨论

2.1 成膜液的粒径及 Zeta 电位
复合膜液的粒径分布曲线如图 1 所示。
由图 1 可知，不同油酸含量的样品粒径分布均
呈双峰，可能分别代表壳聚糖和玉米醇溶蛋白共混
[7]
颗粒粒径分布情况，Zhang 等 在研究不同配比的壳

聚糖与玉米醇溶蛋白对膜性能影响时也观察到共混
图 2 复合膜液黏度与剪切速率的关系
膜液的粒径分布呈双峰。
Fig. 2 Relationship between viscosity and shear rate of
复合膜液的粒径、PDI 和 Zeta 电位数值见表 1。 film-forming solutions