论文部分内容阅读
本学位论文以魔芋葡甘聚糖(KGM)和可得然胶(curdlan)为基材,研究观察了两种多糖分子的成膜过程。通过结构表征探讨膜材料结构与性能关系,从微观考察温度对KGM和curdlan共混过程中分子构象的影响,由此提出KGM-curdlan分子动力学模型,为制备符合不同条件要求的KGM-curdlan共混膜提供一定的理论基础。(1)将已水溶性的KGM与curdlan物理共混制备KGM/curdlan共混膜。通过扫描电镜观察膜表面结构,发现当KGM与curdlan为7:3(w/w)时,膜的表面光滑平整,致密均匀。X-ray衍射图谱表明,KGM/curdlan膜破坏了KGM和curdlan原有的晶体结构,共混物有了新的晶体形态,且相容性好。红外光谱表明KGM和curdlan共混过程中,分子间发生相互作用,主要是通过氢键。(2)对KGM/curdlan膜进行力学性能评估,探讨了结构与性能之间的关系。SEM观察膜溶液在干燥过程中结构变化,起初共混膜溶液呈不规则的混合,并逐渐变成整齐层状结构。最终形成结构致密的薄膜。此外,还观察发现膜溶液经不同温度混合干燥后,制备出来的膜在拉伸强度和断裂伸长率上有很大的差异。TS和EAB的研究表明,为了最大限度地而获得良好的机械性能的共混膜,KGM/curdlan溶液混合与干燥温度均不应低于40°C。(3)通过分子动力学方面模拟,发现KGM和curdlan在混合过程中存在氢键相互并组装成稳定结构,原子力显微镜和透射电镜手段进一步验证了此结果。经原子力显微镜和透射电镜分析不同温度下KGM、curdlan和KGM-curdlan的分子形态及有关结构发现,温度从120°C降到25°C的过程中,KGM分子形态并未发生明显变化,可形成三维空间网络结构。而curdlan分子的形状受水温的影响极大,在冷却过程中(温度为120?25°C)由单一的螺旋形式逐渐卷绕成一个三螺旋结构并形成紧凑的胶束,且长度、宽度和高度也在不断变化。当两种多糖共混后,curdlan和KGM之间发生相互作用;线性构象的KGM缠绕在curdlan周围,与此同时KGM分子也穿插curdlan链之间,最终形成结构均匀稳定的KGM-curdlan水溶液。