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羧甲基纤维素/壳聚糖共混膜的性能表征
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张锐，方桂珍，马英梅，马艳丽
东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室，哈尔滨（150040）
E-mail：ronnie_907.student@sina.com
摘 要：通过共混的方法制备了三种不同质量比(1/2, 1/1, 2/1)的羧甲基纤维素/壳聚糖
(CMC/CS)共混膜，利用 IR 和 SEM 对膜进行结构表征，用 DSC 考察了 CMC/CS 共混膜的
热稳定性，研究了共混膜的均匀性、耐酸性、拉伸强度和溶胀性，并对分子间的作用机理进
行探讨。结果表明，CMC 与 CS 混合时，存在静电作用与氢键作用，生成了聚电解质复合
物；在 170℃-330℃，共混膜分子间发生降解，在 217.4℃时离子键断裂，静电作用消失；
当 CMC 与 CS 比例为 1:1 时，共混膜的静电作用最大，力学强度可达 34.44MPa，比 CS 单
膜拉伸强度提高了 64.47%；CMC 的加入，使得酸性适用范围下限由 CS 膜的 pH=5 降至 pH=4，
在 pH=6 中浸泡一段时间后，测得力学强度为 25.71MPa；CMC/CS 膜的吸水溶胀性显著降
低。
关键词：羧甲基纤维素；壳聚糖；共混膜
中图分类号：O636
0. 引言
壳聚糖(chitosan)，化学名称β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，是甲壳素在一定程度脱乙
酰化的产物。壳聚糖是线性高聚物，不易溶于水和碱性溶液，对有机溶剂稳定，可溶于醋酸
和盐酸等稀酸中。壳聚糖分子中含有大量自由氨基和羟基，能与重金属离子形成稳定的螯合
物，因此可有效用于含重金属离子工业废水的处理、贵重金属离子富集与回收等方面，壳聚
糖对人和生物无毒，可生物降解，是一类非常有开发应用前景的水处理材料
[1]
。但是壳聚糖
的价格较贵，耐酸性差，作为膜材料溶胀性较大，限制了它的应用。羧甲基纤维素价格便宜，
成膜性能好，具有良好的生物相容性、可降解性和亲水性，Hasan and Nurhan
[2]
等人研究了
羧甲基纤维素在医药上的应用。肖海军
[3]
等人曾将羧甲基纤维素与壳聚糖混合制成薄膜后，
用于预防肠粘连。但是羧甲基纤维素与壳聚糖共混膜的耐酸性、溶胀性、热稳定性和作用机
理方面的研究较少，本研究中以羧甲基纤维素和壳聚糖为原料，共混制得三种不同比例的薄
膜，采用IR和SEM对膜结构进行表征，测定了它们的均匀性、溶胀性和力学强度，重点分析
了其热稳定性和耐酸性，探讨了其可能的作用机理。
1. 材料与方法
1.1 原料和仪器
羧甲基纤维素钠(黏度为 8000-12000，含钠量 6.5-8.5%)和壳聚糖(脱乙酰度为 90%)均为
国药集团化学试剂有限公司生产；邻苯二甲酸氢钾、磷酸二氢钾、氢氧化钠、丙三醇、硝酸
铅、36%乙酸和盐酸均为分析纯试剂。
JHS-1/60 电子恒速搅拌机(杭州仪表电机厂)；LDX-200 智能电子万能试验机(北京兰德
梅克包装材料有限公司)；ZUS-4 型纸张厚度测定仪(长春市小型试验机厂)；TASC 414 3A 差
式扫描量热仪(德国 NETZSCH 公司)；Magna-560 型红外光谱仪(美国尼高力公司)；TAS－990
原子吸收分光光度计(北京普析通用仪器有限公司)。
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本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（项目编号：20060225008）的资助。
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