壳聚糖_氧化石墨烯纳米复合材料的形态和力学性能研究.pdf

2011年第69卷化学学报Vol.69,2011
第10期,1259～1263ACTACHIMICASINICANo.10,1259～1263

·研究论文·

壳聚糖/氧化石墨烯纳米复合材料的形态和力学性能研究

abc,c
赵茜邱东方王晓燕刘天西*

(a南阳师范学院学报编辑部南阳473061)
(b南阳师范学院化学与制药工程学院南阳473061)
(c聚合物分子工程教育部重点实验室复旦大学高分子科学系上海200433)

摘要通过溶液共混法成功制备了氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料.透射电镜(TEM)结果表明,氧化石墨烯纳米粒子
在壳聚糖基体中分散良好.拉伸实验结果表明,随氧化石墨烯含量的增加,氧化石墨烯/壳聚糖纳米复合材料的杨氏模
量和拉伸强度均显著改善,加入4wt%的氧化石墨烯能够使纳米复合材料的杨氏模量和拉伸强度分别提高123%和
117%;但另一方面,却也在一定程度上使复合材料的断裂伸长率或韧性下降.
关键词石墨烯;壳聚糖;纳米复合材料

MorphologyandMechanicalPropertiesofChitosan/

GrapheneOxideNanocomposites

Zhao,QianaQiu,DongfangbWang,XiaoyancLiu,Tianxi*,c
(aJournalEditorialDepartmentofNanyangNormalUniversity,Nanyang473061)
(bChemistryandPharmaceuticalEngineeringCollege,NanyangNormalUniversity,Nanyang473061)
(cKeyLaboratoryofMolecularEngineeringofPolymersofMinistryofEducation,DepartmentofMacromolecularScience,
FudanUniversity,Shanghai200433)

AbstractChitosan/grapheneoxidenanocompositeswerepreparedbysolutionblendingmethod.TEM
observationsshowedthatthegrapheneoxide(GO)waswelldispersedinchitosanmatrix.Byincorporating
GOintochitosan,bothtensilestrengthandmodulusofthenanocompositesweresignificantlyincreaseddue
tothefinedispersionofGOandstronginterfacialinteractionsbetweenGOandthechitosanmatrix,while
theirelongationatbreakdecreasedtocertainextent.
Keywordsgraphene;chitosan;nanocomposites

壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(chitin)脱去部分乙酰基功能.壳聚糖具有良好的生物相容性、可降解性以及抗
后的产物,是一种常见的天然高分子,也是一种氨基葡菌、止血和促进伤口愈合等功能,并具有良好的成膜性、
糖与N-乙酰葡糖胺的共聚物.壳聚糖分子中含有大量吸附性、透气性和渗透性.壳聚糖的这些优良性能,使
的氨基和羟基,因此其化学性质很活泼,可进行酰化、其在水处理和造纸[1]、食品保鲜膜[2]、硬组织修复[3]、药
羧基化、醚化、烷基化、酯化和卤化等多种化学反应,据物缓释[4]和生物诊断检测材料[5]等众多方面得到了广泛
此可制备出多种壳聚糖衍生物,从而赋予其更多的特殊的应用.

*E-mail:[e-mail]
ReceivedDecember31,2010,revisedJanuary25,2011;acceptedJanuary30,2011.
国家自然科学基金(No.50873027)资助项目.

1260化学学报Vol.69,2011

壳聚糖和碳纳米粒子(如碳纳米管)复合材料的研究并剧烈搅拌,同时加入石墨和硝酸钠的混合物,继续剧
引起人们广泛的关注[6],例如,人们设计了各种各样的烈搅拌,然后缓慢加入高锰酸钾粉末,同时控制温度在
生物电化学装置(如电化学传感器和生物传感器等)[7～9],20℃以下,加料完毕后移去冰水浴,将混合物温度严
以改善其生物活性和光电等性能.此外,壳聚糖/碳纳米格控制在(35±3)℃范围内并继续搅拌30min,然后缓
粒子复合材料也可应用于抗菌纤维、基因治疗及药物释慢加入一定量的去离子水,使反应温度上升至98℃