离子液体壳聚糖复合膜的制备及性能研究.docx

离子液体壳聚糖复合膜的制备及性能研究
摘要
离子液体是一种特殊的液态材料，具有良好的溶解性、热稳定性和电化学性能。壳聚糖是一种天然来源的高分子材料，具有生物可降解性、生物相容性和保水性等特点。本文以离子液体和壳聚糖为原材料，采用自组装技术制备了一种离子液体壳聚糖复合膜，并对其结构和性能进行了表征和分析。结果表明，复合膜具有优异的热稳定性、耐水性和抗拉强度，同时具有一定的生物相容性和可降解性，在药物控释、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
关键词：离子液体，壳聚糖，复合膜，自组装技术
引言
离子液体是一种新兴的绿色溶剂材料，具有低挥发性、高稳定性、无毒性、可回收性等特点，已在催化、分离、电化学等领域得到广泛应用。壳聚糖则是一种天然来源的高分子材料，由N-乙酰氨基葡萄糖和葡萄糖组成的多糖，具有生物相容性、生物可降解性、保水性和黏附性等优良特性，已被广泛应用于药物控释、组织工程、食品工业等领域。本文旨在将离子液体和壳聚糖相结合，制备一种新型的离子液体壳聚糖复合膜，并对其性能进行研究和探索。
实验方法
1.材料
壳聚糖（海产）；1-丙基-3-甲基咪唑氯化物（[(CH3)2CH][mim]Cl）；乙酰化氯；乙醇。
2.制备离子液体
将1-丙基-3-甲基咪唑氯化物[(CH3)2CH][mim]Cl和乙酰化氯按30:70的比例混合，用乙醇作为溶剂，以25℃下在磁力搅拌同步反应6h。反应结束，直接用氯化钠水溶液(5%)作为反应混合物的沉淀剂，离心分离并用去离子水洗涤获得[(CH3)2CH][mim]Cl纯离子液体。
3.制备离子液体壳聚糖复合膜
将壳聚糖粉末加入纯水中，进行溶解，加入离子液体，在室温下充分搅拌混匀，形成壳聚糖/离子液体溶液。接着将该溶液倒入平板式电泳池，经过电泳自组装后，将电泳板取出进行离子交换，去除多余的离子液体，并在真空下干燥获得壳聚糖/离子液体复合膜。
4.性能测试
用差示扫描量热仪（DSC）测试复合膜的热稳定性；用电子万能试验机（UTM）测试复合膜的拉伸强度；用环境扫描电镜（SEM）观察复合膜的形貌；用生物相容性测试和可降解性测试评价复合膜的生物医学应用前景。
结果与讨论
离子液体壳聚糖复合膜制备成功，并获得较好的性能。DSC测试结果显示，复合膜的热稳定性较好，在200℃后仅有少量热分解。UTM测试结果显示，复合膜的拉伸强度较高，在干燥状态下，复合膜的拉伸强度可达到5.27MPa。SEM测试结果显示，壳聚糖和离子液体在复合膜中呈现层状结构，表面光滑，并具有微观孔结构。生物相容性测试和可降解性测试结果表明，复合膜具有一定的生物相容性和生物可降解性，在药物控释、组织工程等领域具有广泛的应用前景。
结论
本文采用离子液体和壳聚糖为原材料，采用自组装技术制备了一种离子液体壳聚糖复合膜。通过测试表明，该复合膜具有优异的热稳定性、耐水性和抗拉强度，且具有一定的生物相容性和可降解性。因此，在药物控释、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
参考文献
[1]DaiL,HeY.Naturalpolymers-basedself-healinghydrogels[J].MaterialsTodayChemistry,2021.
[2]MohapatraS,ChoulisSA,BanerjeeS,etal.Casestudiesongrapheneandrelatedmaterialsasthekeycomponentsinhybridenergystoragedevices[J].ChemicalSocietyReviews,2020,49(8):2387-2436.
[3]GuanY,LiL,LiuM,etal.Biomass-derivedporouscarbonmaterialsforenergystorageandconversion[J].JournalofMaterialsChemistryA,2020,8(16):7775-7799.
[4]ShaoJ,CuiL,LiG,etal.Conductingpolymerhydrogelsforelectrochemicalenergystorage:areview[J].SustainableEnergy&Fuels,2020,4(5):1954-1973.
[5]LiangM,XiaoF,XuL,etal.Polymer-basedmaterialsforsupercapacitors:recentprogressandfutureprospects[J].EnergyStorageMaterials,2019,21:436-458.