摘要
以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTMAC)对壳聚糖(CTS)进行异相季铵化接枝改性,通过正交实验制备了不同取代度的2-羟丙基-3-三甲基氯化铵壳聚糖(HTCC),并采用溶液共混法,即在GTMAC对CTS进行季铵化接枝反应的同时,引进无机纳米TiO2,制备了新型有机-无机季铵盐壳聚糖/TiO2杂化膜(HTCC/TiO2)。通过傅立叶红外光谱(FTIR)、氢核磁共振(1H-NMR)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和扫描电镜(SEM)对HTCC和HTCC/TiO2杂化膜等的结构及微观形貌进行了表征。此外,对比考察了HTCC与CTS的抗菌性能,并对HTCC/TiO2杂化膜、壳聚糖膜(CTS膜)和季铵盐壳聚糖膜(HTCC膜)的抗菌、机械等性能进行了评价。 结果表明,CTS分子链中的活性氨基(-NH2)被GTMAC部分取代,随着取代度的增加,HTCC的抗菌性、耐酸性及水溶性较CTS均有所增强。实验获得了分散均匀的HTCC/TiO2杂化膜,其最佳制备条件为:CTS铸膜液浓度为2.0wt%,pH为3.5,物料摩尔比nCTS:nGTMAC为1:0.5,TiO2投加量为1.0wt%(相对于CTS),干燥温度为60℃。在此条件下制备的杂化膜具有良好的机械强度(78.33MPa)、断裂伸长率(139.72%)和较低的吸水率(1.35.53%)。抗菌结果显示,膜对E.coli和.Bacillus的抗菌性能大小:HTCC/TiO2杂化膜＞HTCC膜＞CTS膜;并且同一种膜对E.coli的抗菌效果均明显优于对Bacillus。此外,HTCC膜与HTCC/TiO2杂化膜的水汽透过率和离子交换容量(IEC)均比CTS膜高,但TiO2含量对杂化膜水汽透过率和IEC影响不明显。
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