Page 166 - 《精细化工》2022年第12期

·2532· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

向非均质化发展，可能与壳聚糖质子化氨基数量变化、 2.2 膜的结构分析
分子链断裂等因素有关 [18] 。计时开始时，壳聚糖/β-GP 图 6a 是纯壳聚糖膜断面的 SEM 图。可以看出，
的 Gʹ大于 G"。测试前溶液温度从 4 ℃升高至 25 ℃ 断面结构较致密。图 6b~d 是壳聚糖/β-GP 膜断面的
用时约为 20 s，从 4 ℃升高至 37 ℃用时约为 30 s， SEM 图。可以看出，断面粗糙且存在壳聚糖凝胶三
说明温度超过 25 ℃后的 10 s 内发生了溶液-凝胶转 维孔隙结构。样品 CP73-M 和 CP64-M 断面孔隙结
变。计时开始后 Gʹ快速上升，凝胶结构进一步形成； 构比 CP82-M 更均匀与疏松。由此说明，β-GP 溶液
900 s 后壳聚糖/β-GP 体系的 Gʹ、G"增速减慢；1400 s 加入量增加，壳聚糖浓度降低，使膜的结构更疏松。
后体系 Gʹ、G"变化较小，凝胶结构趋于稳定。
壳聚糖/β-GP 溶液体积比对溶液-凝胶转变影响
的示意图如图 5 所示。可以看出，温度显著影响壳
聚糖/β-GP 溶液的性质。4 ℃时，β-GP 的磷酸根与
壳聚糖存在离子相互作用。β-GP 的羟基与水分子形
成水合层，包裹壳聚糖分子链并避免壳聚糖分子链
间氢键的形成 [4-5] 。β-GP 溶液加入量的增加使包裹
壳聚糖分子链的水合层更丰富。因此，壳聚糖分子
链不易聚集，溶液性质更稳定。温度升至 30 ℃后，
壳聚糖分子链上的质子传递至 β-GP。壳聚糖分子链
与 β-GP 的相互作用更多，传质过程能够更快发生。
也就是说，β-GP 溶液加入量的增加能够提高溶液-
凝胶转变速率。

a—CH-M；b—CP82-M；c—CP73-M；d—CP64-M
图 6 膜断面的 SEM 图
Fig. 6 SEM of cross section of chitosan membranes

壳聚糖膜的 XRD 图如图 7 所示。可以看出，在
2θ=11°、20°处出现的峰分别对应壳聚糖结晶结构的
（020）晶面与（100）晶面 [19] 。所以，用纯壳聚糖
溶液，以 NaOH 为凝固浴制备的纯壳聚糖膜，具有
一定的结晶结构。

图 7 膜的 XRD 谱图
Fig. 7 XRD patterns of chitosan membranes

从壳聚糖/β-GP 膜的 XRD 图中可看出，壳聚糖

结晶峰不明显，主要表现为无定形结构。β-GP 溶液
图 5 壳聚糖/β-GP 溶液溶液-凝胶转变示意图
Fig. 5 Schematic diagram of chitosan/β-GP sol-gel transition 加入量的增加使膜的结晶峰强度减弱。因为壳聚糖