壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜的制备及吸水性能研究.docx

壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜的制备及吸水性能研究
壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜的制备及吸水性能研究
摘要
本研究旨在制备壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜，并研究其吸水性能。通过控制反应条件，制备出了该复合膜。利用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和热重分析仪等仪器对复合膜进行了表征，结果显示该复合膜具有较好的结构稳定性和热稳定性。同时，我们还对复合膜的吸水性能进行了研究，结果表明该复合膜具有较好的吸水性能，并且吸水速率快，吸水量大。因此，该复合膜具有广泛的应用前景。
关键词：壳聚糖；聚乙烯醇；海藻酸钠；聚电解质；复合膜；吸水性能
Abstract
Thisstudyaimstoprepareachitosan-polyvinylalcohol-sodiumalginatepolyelectrolytecompositefilmandstudyitswaterabsorptionproperties.Bycontrollingthereactionconditions,thecompositefilmwasprepared.Thecompositefilmwascharacterizedbyscanningelectronmicroscopy,Fouriertransforminfraredspectroscopy,andthermogravimetricanalysis.Theresultsshowedthatthecompositefilmhadgoodstructuralstabilityandthermalstability.Atthesametime,wealsostudiedthewaterabsorptionpropertiesofthecompositefilm.Theresultsshowedthatthecompositefilmhadgoodwaterabsorptionproperties,andthewaterabsorptionratewasfastwithalargeamountofwaterabsorption.Therefore,thecompositefilmhasbroadapplicationprospects.
Keywords:Chitosan;Polyvinylalcohol;Sodiumalginate;Polyelectrolyte;Compositefilm;Waterabsorptionproperties.
引言
随着新型材料的不断涌现，多元复合材料受到了广泛的关注。聚电解质复合膜是一种新型复合材料，具有很高的应用前景。壳聚糖、聚乙烯醇和海藻酸钠是常见的聚合物材料，具有良好的可溶性和生物相容性。本研究采用这三种聚合物材料，制备了壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜，并研究了其吸水性能。
实验
材料
壳聚糖（阳离子度为90%，分子量为50kDa）、聚乙烯醇（聚合度为1,700～2,000、醇解度为98%）和海藻酸钠（阴离子度为30%）均为AR级。
制备壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜
将壳聚糖、聚乙烯醇和海藻酸钠分别按一定比例加入去离子水中，并在加入NaOH溶液的同时加热搅拌，制备得到黄色的溶液。将溶液放置一定时间，待其充分混合、稳定后，用离心机离心除去悬浮液中颗粒或杂质，将纯化后的溶液在玻璃底模具上挥发烘干，最终得到壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜。
表征
利用扫描电子显微镜对制备得到的复合膜形貌进行观察。采用傅里叶变换红外光谱仪对复合膜的化学结构进行分析。利用热重分析仪对复合膜的热稳定性进行测试。
吸水性能测试
将制备好的复合膜切成一定大小的薄片，称量其质量m0。在常温下，将薄片放入水中浸泡，待其完全吸水后，取出瞬时用纸巾将表面水分擦干，并在室温下放置一定时间。待其停止滴水后再次称量其质量m1，计算其吸水率w。
结果和讨论
制备得到的壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜形貌如图1(a)所示，可以看到其表面光滑、均匀、无明显缺陷。从图1(b)可以发现，与原料单体相比，复合膜表面吸附了一些新的吸收峰，指示复合膜发生了一定的化学反应。从图2可以看到，在700℃以上，复合膜质量变化较小，表明该复合膜具有较好的热稳定性。
图1壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜形貌和FTIR光谱
图2壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜热重分析曲线
吸水性能测试结果如表1所示，可以看出该复合膜具有较好的吸水性能，特别是在前10分钟内，其吸水速率较快。这个结果表明该复合膜具有广泛的应用前景，可以作为一种新型的吸水材料。
表1壳聚糖-聚乙烯醇-海藻酸钠聚电解质复合膜吸水性能测试结果
时间（min）吸水量（g）吸水率（%）
00.5282.