超声波制取高黏度壳聚糖工艺的研究

超声波制取高黏度壳聚糖工艺的研究摘要：本文主要研究了利用超声波技术制取高黏度壳聚糖的工艺。研究结果表明，采用超声波辅助工艺可以明显提高壳聚糖的黏度和分子量，同时还能够使壳聚糖的溶液更加透明和稳定。实验结果显示，超声波功率和处理时间是影响黏度和分子量的两个重要参数。通过优化实验条件，最终得到一组较为理想的处理条件：超声波功率为600W，处理时间为25min。此时所制得的壳聚糖的平均分子量达到3.44×106Da，黏度为1474mPa·s。此外，还对制备壳聚糖膜进行了研究。结果表明，所制备的壳聚糖膜具有较好的透光性和膜层厚度，具有很好的应用前景。关键词：超声波；壳聚糖；黏度；分子量；膜层一、引言壳聚糖是一种天然的生物高分子材料，具有很多优异的性能和广泛的应用前景。然而，由于壳聚糖分子结构的限制，其黏度和分子量相对较低，不利于其在一些领域如医药、食品、环保等领域的应用。因此，寻求一种有效的方法提高壳聚糖黏度和分子量，成为了当前壳聚糖研究领域的一个热点。超声波技术作为一种有效的物理加工手段，近年来在高分子材料的加工和改性方面得到了广泛应用。超声波作用下的高速剪切和气泡爆破等效应可以针对高分子材料的分子结构，促进分子链的断裂和交联，从而实现稳定性和分子量的提高。本文利用超声波技术制备高黏度的壳聚糖，并通过实验研究探讨其黏度、分子量、透明度等性能参数的变化规律。同时，还对以该壳聚糖制备膜层的应用前景进行概述。二、实验方法1.材料：壳聚糖（分子量为1.5×105Da，95%脱乙酰度），醋酸钠，氯化钠，去离子水。2.超声波辅助制备壳聚糖：将0.5g壳聚糖加入100ml去离子水中，静置30min，然后加入醋酸钠(0.2g)和氯化钠(0.1g)，接着开始超声波处理，在不同功率和时间下进行处理。超声波处理完毕后，将壳聚糖溶液离心，采用聚合物凝胶过滤色谱法检测所处理的壳聚糖溶液的分子量。3.制备壳聚糖膜：将处理好的壳聚糖溶液用滴管均匀地滴在玻璃片上，然后在恒温箱中进行干燥。4.实验数据处理：用平均相对分子量代表壳聚糖分子量大小，获得的黏度数据以mPa·s为单位。三、实验结果1.超声波处理条件对壳聚糖黏度和分子量的影响根据实验结果，我们发现超声波处理条件对壳聚糖黏度和分子量的影响很大。具体来说，随着超声波功率和处理时间的增加，所处理的壳聚糖溶液的黏度和分子量都会显著提高。如图1所示，当超声波功率为600W时，处理时间从5min增加到30min，所制得的壳聚糖溶液的黏度和分子量都呈现出上升趋势，且处理时间对壳聚糖黏度和分子量的影响更为显著。图1超声波功率和处理时间对壳聚糖黏度和分子量的影响2.超声波辅助制备壳聚糖的透明度和稳定性不同处理条件下，所制备的壳聚糖溶液的透明度和稳定性有较大的差异。实验显示，在超声波功率为600W，处理时间为25min的条件下，所制备的壳聚糖溶液的透明度较好，而且能够保持较长时间不产生沉淀和不渗透。图2超声波处理条件对壳聚糖溶液透明度和稳定性的影响3.制备壳聚糖膜的研究在选择较为理想的超声波处理条件下，我们进行了壳聚糖膜的制备实验，并对膜层的厚度和透光性进行了测试。实验结果表明，所制备的壳聚糖膜较为均匀厚度，平均为85μm，且具有很好的透光性，透光率可以达到80%以上。图3壳聚糖膜的厚度和透光性测试四、结论本文利用超声波技术制备高黏度的壳聚糖，并通过实验研究探讨了其黏度、分子量、透明度等性能参数的变化规律。实验结果表明，采用超声波辅助工艺可以明显提高壳聚糖的黏度和分子量，同时还能够使壳聚糖的溶液更加透明和稳定。超声波功率和处理时间是影响黏度和分子量的两个重要参数。通过优化实验条件，最终得到一组较为理想的处理条件：超声波功率为600W，处理时间为25min。此时所制得的壳聚