论文摘要
壳聚糖和淀粉来源丰富、价格低廉、具有生物相容性、可降解性,同时又是可再生资源。因此对于它们产品的开发,尤其是对一次性产品,如食品包装和医疗产品等,是解决当前环境污染问题的一个有效的途径。但在使用过程中,壳聚糖和淀粉产品遇到的最大问题是强的亲水性,一旦置于潮湿的环境中,它们产品的稳定性明显下降。此外,相对较差的力学性能、阻隔性及热稳定性也同样限制了它们的使用范围。因此,为了提高壳聚糖和淀粉产品的综合性能,我们做了如下的研究：（1）将带有不同官能团（-COOH,-SO3H,-NO2）的膦酸锆（org-ZrP）作为壳聚糖（CS）的填充剂,研究了org-ZrP官能团的种类对壳聚糖结构、形态和性能的影响。红外测试结果表明,有机膦酸锆（org-ZrP）与壳聚糖（CS）发生了强的界面作用,从而提高了壳聚糖膜的力学性能,其中磺化苯膦酸锆的增强效果最好。增强效果的不同可能是由相界面作用方式不同引起的。界面作用越强,增强效果越好。此外,对CS/org-ZrP-n复合膜的吸湿值（Mu）也进行了测试。结果表明,CS/ZrNP复合膜的阻湿性最好,这可能是由于ZrNP本身对水分子的吸附能力弱造成的。（2）成功制备了壳聚糖/磷酸钛（CS/TiP-n）复合膜,并且通过X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、热重分析（TGA）等方法研究了磷酸钛的加入对壳聚糖膜结构、形态和性能的影响。红外（FTIR）结果表明,在复合膜中TiP与基质CS间形成了强的氢键作用,从而提高了界面的兼容性。从SEM图片可以观察到,当TiP含量比较少时,TiP颗粒可以很好的分散于壳聚糖中,但随着其含量的增加,复合膜的断面中出现了TiP颗粒的团聚现象。力学测试结果显示,加入0.4 wt%的TiP可以使壳聚糖膜的拉伸强度（σb）和断裂伸长率（εb）分别提高35.1%、37.0%。阻湿性测试表明,加入0.8wt% TiP,壳聚糖膜的吸湿值（Mu）降低41.7%。同时,与纯的CS膜相比,CS/TiP复合膜的热稳定性也得到了提高。（3）首先制备了具有-COOH官能团的甘氨酸-N,N-双亚甲基膦酸钛（TGDMP）,采用红外光谱（FTIR）、X-射线衍射（XRD）和透射电镜（TEM）等方法对其进行了表征。接着用流延法制备了一系列含有不同量TGDMP的壳聚糖/有机膦酸钛（CS/TGDMP）纳米复合膜。实验结果表明,TGDMP的加入使得壳聚糖的力学性能、热稳定性及阻湿性都得到了提高。此外,我们研究了环境含水量对复合膜力学性能的影响。结果显示,环境的相对湿度越大,复合膜的拉伸强度越小,断裂伸长率越大。（4）用流延法制备了一系列的豌豆淀粉/氧化石墨烯（PS/GO-n）生物复合膜,利用红外光谱（FTIR）、X-射线衍射（XRD）、原子力显微镜（AFM）、热重分析（TGA）、紫外-可见光（UV-vis）等方法对其结构、形态和性能进行了表征。实验结果表明,由于填充料GO和基质PS间形成强的氢键作用,使得两者间的兼容性得到了提高。当GO含量为2.0 wt%时,淀粉膜的拉伸强度（σb）和杨氏模量（E）分别从4.56 MPa,0.11 GPa提高到了13.79 MPa,1.05 GPa,而断裂伸长率从36.06%降到了12.11%。此外,GO的加入也提高了淀粉膜的阻湿性和热稳定性,同时降低了紫外光的透过率。