Page 54 - 《精细化工》2022年第6期

·1120· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

2.2 DCMC 改性胶原气凝胶的密度、孔隙率和微观 联密度增加使得胶原分子链之间形成更加紧密的多
形貌分析 孔网络结构。
图 2 为不同 DCMC 用量的 DCMC 改性胶原气
凝胶的密度和孔隙率。

图 2 DCMC 用量对 DCMC 改性胶原气凝胶密度和孔隙
率的影响
Fig. 2 Effect of DCMC content on density and porosity of
DCMC modified collagen aerogel

由图 2 可以看出，随着交联剂 DCMC 用量的增
加，改性胶原气凝胶的密度呈逐渐递增的趋势，而孔
隙率与密度呈反比关系，密度越大，孔隙率越小。未 图 3 15% DCMC 改性胶原气凝胶的外观（a）及不同
3
经 DCMC 改性的胶原气凝胶的密度为 8.83 mg/cm ， DCMC 用量改性胶原气凝胶的 SEM 图：0（b）、
5%（c）、10%（d）、15%（e）、20%（f）
孔隙率为 97.65%。当 DCMC 用量为 5%时，改性胶 Fig. 3 Appearance of 15% DCMC modified collagen aerogel
3
原气凝胶密度为 9.21 mg/cm ，孔隙率为 97.05%； (a) and SEM images of DCMC modified collagen
但当 DCMC 用量大于 15%后，气凝胶密度的增幅明 aerogels with different DCMC content: 0(b), 5%(c),
10%(d), 15%(e) and 20%(f)
显变大，孔隙率下降趋势显著，其密度增加到 10.38
3
mg/cm ，孔隙率降至 94.99%。这是因为 DCMC 上 2.3 DCMC 改性胶原气凝胶的力学性能分析
的醛基可以与胶原上的氨基反应，形成席夫碱共价 图 4 为不同 DCMC 用量的 DCMC 改性胶原气
键，使得胶原分子链之间形成更加紧密的多孔网络 凝胶的应力-应变曲线。
结构 [22] ，且随着 DCMC 用量的提高，席夫碱共价键
逐渐增多，交联密度增大，使得气凝胶的结构由疏松
变得更为紧密，密度逐渐增加，但是依然保持了气凝
胶高孔隙率、低密度和超轻质量的特点。将 25 mm×
25 mm× 25 mm 大小的 15% DCMC 改性胶原气凝胶
放在月季花上，柔软的花瓣几乎没有变形（图 3a）。
采用 SEM 观察了不同 DCMC 用量气凝胶的微
观形貌，结果如图 3b~f 所示。由图 3b~f 可以看出，
胶原气凝胶和 DCMC 改性胶原气凝胶都呈现出相
互贯通的多孔结构，但其孔洞结构和形貌有显著的
差异。与胶原气凝胶的片状和丝状结构相比，DCMC

交联后的气凝胶呈现出丰富的孔洞状结构，孔隙也 图 4 DCMC 改性胶原气凝胶的压缩应力-应变曲线
变得更加均匀化 [21] 。并且随着交联剂 DCMC 用量的 Fig. 4 Compressive stress-strain curves of DCMC modified
collagen aerogels
增加，改性胶原气凝胶的孔尺寸逐渐减小，呈现出
越来越致密均匀的状态。当 DCMC 用量为 15%时， 如图 4 所示，交联剂 DCMC 的引入能够明显改
改性胶原气凝胶的孔径为 5~50 μm。这归因于随着 善胶原气凝胶的力学性能。当 DCMC 用量小于 15%
DCMC 用量的增大，产生的席夫碱共价键增多，交 时，随着 DCMC 用量增加，DCMC 改性胶原气凝胶