Page 166 - 《精细化工》2021年第7期

·1448· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

的降低影响了再生淀粉膜的有序化程度。在 MMS
和 CMS 混合过程中，MMS 含量升高则体系均匀度
下降。当 MMS 含量相同时，随着磁场强度的提高，
再生淀粉膜有序程度提高。结果表明，MMS 在磁场
诱导作用下，受力运动并取向排列，增加了再生淀
粉膜的有序化程度。在相同磁场强度下，再生淀粉
膜的有序化程度随着 MMS 含量的增加进一步增大，
说明受磁场作用的 MMS 越多，膜有序程度越高。
2.3 MMS 膜力学性能
表 2 为不同淀粉膜材料的力学性能。当 MMS
图 5 azide-MNPs 和 MMS 的磁滞回线 4
Fig. 5 Hysteresis loops of azide-MNPs and MMS 含量为 15%时，4×10 A/m 磁场作用下得到的再生
淀粉膜较无磁场条件下断裂强度从 40.69 MPa（样
同时，配制质量分数 10% MMS 水溶液，在外 品-2）提升至 45.07 MPa（样品-3），提升了 10.8%，
加磁场作用下静置 3 h 后，有少量 MMS 在靠近磁体 断裂伸长率也有小幅度提升。同时，样品-3 较纯
的一侧沉积。结合磁滞回线说明，合成得到的 MMS CMS 膜断裂强度提升了 88.3%，断裂伸长率提升
具有一定的磁性，并且在现有磁场条件下不会在短 49.5%。此外，相较于 OLUWASINA 等 [25] 制备的氧
时间内大量聚集，为其在磁场诱导下浇铸成膜提供 化淀粉膜，样品-3 的断裂强度从 1.88 MPa 增至
先决条件。 45.07 MPa，断裂伸长率从 0.45%增至 3.20%，均有极
2.2 再生淀粉膜有序化程度分析 大提升。相较于李伟等 [26] 制备的淀粉浆膜，样品-3
淀粉作为一种半结晶生物聚合物，其有序结构 的断裂强度从 24.80 MPa 增大至 45.07 MPa，提升了
被分为长程上的有序（即结晶、双螺旋结构）和短 81.7%，但断裂伸长率略微降低。这是由于在磁场存
程上的有序（如链构象、单螺旋、非晶区取向结构 在下，膜液中 MMS 受磁场诱导作用趋于有序排列，
等）。利用 Peak Fit 对 FTIR 图谱中 800~1300 cm –1 有序化程度的提高起到类似“捆绑”的作用，使分
范围的谱线进行分峰拟合，得到再生淀粉膜在 994、 子链间滑移发生更困难，断裂强度得到提升 [27] 。而
–1
1022 和 1047 cm 处的吸收峰面积，结果列于表 1。 酰胺类增塑剂能够增大淀粉分子的空间位阻，降低
分子间作用力，从而使淀粉膜材料的断裂伸长率升
表 1 再生淀粉膜红外光谱吸收峰相对峰面积及峰面积
比值 高，但同时会导致断裂强度出现不同程度的降低，
①
[28]
Table 1 Relative peak area and peak area ratio of FTIR 且长期使用会对人体造成一定危害 。
absorption peak of regenerated starch films
①
相对峰面积 表 2 不同再生淀粉膜的力学性能
峰面积比值 ② Table 2 Mechanical properties of different regenerated starch
–1
994 cm –1 1022 cm –1 1047 cm
films
样品-2 0.318 0.207 0.228 2.64
样品 断裂强度/MPa 断裂伸长率/%
样品-3 0.378 0.211 0.291 3.17
氧化淀粉膜 [25] 1.88±0.15 0.45±0.07
样品-4 0.267 0.320 0.213 1.50
淀粉浆膜 [26] 24.80 4.35
样品-5 0.376 0.204 0.311 3.37
样品-1 23.94±1.4 2.14±0.18
①各再生淀粉膜的红外光谱吸收峰在去卷积后的相对峰 样品-2 40.69±1.5 3.17±0.13
–1
面积和峰面积之比；②994 和 1047 cm 相对峰面积之和与 1022 样品-3 45.07±1.9 3.20±0.20
–1
cm 相对峰面积之比。下同。
样品-4 33.96±1.7 1.70±0.09
–1
其中，994 cm 处的吸收峰取决于分子内氢键 样品-5 34.46±2.4 2.27±0.38
的变化，代表结晶和部分短程有序结构；1022 cm –1
处吸收峰代表再生淀粉膜中无定型结构；1047 cm –1 当 MMS 含量提升至 30%时，薄膜的断裂强度
处的吸收峰代表短程有序结构；峰面积之比定量地 及断裂伸长率较 MMS 含量为 15%均有所降低。这
反映再生淀粉膜中有序结构和无定形结构的比例， 可能是 MMS 中的 azide-MNPs 与淀粉分子相容性
即再生淀粉膜的有序程度 [24] 。对比样品-2 和样品-4， 差，阻碍了成膜过程中链间氢键的形成，导致断裂
在磁场强度为 0 的条件下，MMS 含量越高，峰面积 强度减小。体系各组分间相容性不足同时会引起胶
之比越低，则说明在无外加磁场作用下再生淀粉膜 束体积增大，产生团聚现象，使淀粉膜力学性能不
的有序程度随 MMS 含量增加而出现降低，均匀度 均匀，导致断裂强度及断裂伸长率下降 [29] 。经 4×