殼聚糖—聚乙烯醇復(fù)合膜的成膜特性研究

王易　陳武　劉笑塵

摘要 [目的]為了研究殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合膜成膜特性。[方法]配制不同比例4%的殼聚糖-聚乙烯醇混合膜液，以4%聚乙烯醇為對(duì)照。在每種膜液中分別加入0.1、0.2、0.4 g甘油，干燥成膜后，測(cè)復(fù)合膜透水性、水溶性、溶脹性、斷裂伸長(zhǎng)率。[結(jié)果]殼聚糖（w）∶聚乙烯醇（w）∶甘油（w）為4∶16∶1對(duì)成膜特性有明顯提高。[結(jié)論] 該研究可以為殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合膜在種衣劑上的應(yīng)用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 殼聚糖；聚乙烯醇；甘油；成膜劑

中圖分類(lèi)號(hào) S188 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2014）08-02223-02

Study of Composite Membrane Characteristics of ChitosanPolyvinyl Alcohol Film

WANG Yi et al

（Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128）

Abstract [Objective] The research aimed to study composite membrane characteristics of chitosanpolyvinyl alcohol film. [Method] Different ratio of 4% chitosan polyvinyl alcohol mixed solution was prepared， 4% PVA as control. 0.1， 0.2 and 0.4 g glycerol was added to each of the membrane liquid. After drying，the membrane permeability， water solubility， swelling， rupture elongation of the composite membrane were measured. [Result] Film characteristics of chitosan （w）∶polyvinyl alcohol （w）∶glycerol（w） of 4∶16∶1 were significantly improved. [Conclusion] The research aimed to provide the basis for the application of chitosanpolyvinyl alcohol film in seed coating.

Key words Chitosan； Polyvinyl alcohol； Glycerol

殼聚糖（Chitosan，CTS） 是甲殼素脫乙?；漠a(chǎn)物，化學(xué)名稱(chēng)為聚（1，4） 2氨基 2 脫氧 B D 葡萄糖，又稱(chēng)脫乙酰幾丁質(zhì)[1]。研究表明，殼聚糖不僅僅對(duì)環(huán)境無(wú)污染和可被吸收外，還對(duì)農(nóng)業(yè)上有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。

殼聚糖具有良好的抑菌性、保濕型和成膜性，故作為純天然無(wú)毒防腐劑和保濕劑用于食品工業(yè)具有廣闊前景[2]。它還可作為土壤改良劑、降解性地膜、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、殼聚糖種子包衣劑和抑菌劑等[3-5]。筆者通過(guò)對(duì)殼聚糖、聚乙烯醇以及甘油做不同濃度的處理，發(fā)現(xiàn)單一殼聚糖膜在水中速溶，而單一聚乙烯醇膜和復(fù)合膜具有良好的成膜效果，為殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合膜在種衣劑上的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試供材料為分析純殼聚糖、聚乙烯醇、甘油、冰醋酸，均由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)十一教植物疾病與利用中心實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1

濃度4%殼聚糖溶液配制方法。取200 ml三級(jí)水300 ml于錐形瓶中，再加入8 g殼聚糖，輕輕振蕩，使得殼聚糖均勻分散，迅速取4 ml冰醋酸于錐形瓶，振蕩，以雙向恒溫磁力攪拌器攪拌2 h，用離心機(jī)5 000 r/min離心5 min去除不溶物，靜置消泡。

1.2.2

濃度4%聚乙烯醇溶液配制方法。取200 ml三級(jí)水于300 ml錐形瓶中，再加入8 g聚乙烯醇，搖勻，以601超級(jí)恒溫水浴鍋85 ℃水浴1 h溶解，用離心機(jī)5 000 r/min離心5 min去除不溶物，靜置消泡。

1.2.3

復(fù)合膜的制備。按照表1試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案取一定體積的殼聚糖溶液以及聚乙烯醇溶液混合至100 ml，以單一聚乙烯醇膜為對(duì)照。加入一定量的濃度為50%甘油（0.16、0.32、0.64 ml，分別以B1、B2、B3表示），搖床1 h后取出，靜置消泡。取每份混合溶液10 ml輕輕倒入塑料培養(yǎng)皿中，輕輕搖動(dòng)，使溶液在塑料培養(yǎng)皿上流延至均勻覆蓋整個(gè)塑料培養(yǎng)皿底面，然后放入40 ℃烘箱6 h。

1.2.4

透水性測(cè)定方法。取成膜劑10 ml，分別用毛筆均勻涂在半徑7 cm的圓形濾紙表面，干燥后將濾紙蓋在一事先稱(chēng)重干凈的培養(yǎng)皿上（涂有成膜劑一面朝下），用移液管吸取三級(jí)水10 ml滴在濾紙片表面上，1 h后稱(chēng)培養(yǎng)皿質(zhì)量，計(jì)算濾紙中滲下水質(zhì)量。

1.2.5

水溶性測(cè)定方法。取長(zhǎng)4.0 cm、寬1.7 cm的干燥復(fù)合膜（S），浸入裝有三級(jí)水的培養(yǎng)皿中。18 h后，計(jì)算膜面積（S1）。

水溶率（%）=（S-S1）/S

1.2.6

溶脹性測(cè)定方法。

取長(zhǎng)4.0 cm、寬1.7 cm的干燥復(fù)合膜，放入稱(chēng)量好的培養(yǎng)皿（W）稱(chēng)重（W0），然后浸入三級(jí)水中，6 h后稱(chēng)重（W1），計(jì)算溶脹率。

溶脹性（%）=（W1-W）/（W0-W）

1.2.7

斷裂伸長(zhǎng)率。取長(zhǎng)4.0 cm、寬1.7 cm的干燥復(fù)合膜，用鑷子夾住兩端各1 cm處在尺子前輕輕拉伸至斷裂，記下斷裂時(shí)長(zhǎng)度（L）。

斷裂伸長(zhǎng)率（%）=（L-2）/2[6-8]

2 結(jié)果與分析

由表3～6可知，在試驗(yàn)范圍內(nèi)甘油對(duì)殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合膜透水性、水溶性和溶脹性的影響不大，對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率的影響明顯，A4B2和A5B2處理達(dá)到最大值（275%），A2B2和A3B2處理也分別達(dá)到257%與265%，差異不顯著，其中濃度50%的甘油最佳體積為B2，即0.32 ml。由表3可知，成膜劑不同型號(hào)透水性大小順序?yàn)锳1>A2>A3>A4>A5，A1和A2透水性相差不大，CK無(wú)透水性。由表4可知，水溶性大小順序?yàn)锳2>A1>A3>A4>A5，A2B3處理達(dá)到最大值（212%），其中復(fù)合膜型號(hào)A2B1、 A2B2、 A2B3差距不明顯。表5所得水溶率與文獻(xiàn)[9]有很大差異。該研究所得復(fù)合膜浸

入水中18 h后膜表面積先增加到最大值，再慢慢溶解。可能原因是復(fù)合膜吸水性較好，剛浸入水中時(shí)在膜吸水膨脹的同時(shí)在水中溶解，膨脹速度大于水溶速度，膜面積增加。當(dāng)復(fù)合膜吸水逐漸接近飽和后，水溶速度大于復(fù)合膜膨脹速度，膜面積減小[10]。

3 結(jié)論

研究表明，復(fù)合膜在透水性和溶脹性都優(yōu)于單一聚乙烯醇膜，A1和A2組普遍優(yōu)勝其他組斷裂伸長(zhǎng)率，最優(yōu)編號(hào)分別為A2B2、A3B2、A4B2、A5B2、CKB2。所以，A2B2處理即取甘油0.2 g，殼聚糖0.8 g，聚乙烯醇3.2時(shí)最佳。

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