两种海藻酸钙膜的制备及吸水性能（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）第26卷第4期高分子材料科学与工程Vol.26,No.42021年4月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGApr.2021两种海藻酸钙膜的制备及吸水性能郝晓丽,夏延致,王兵兵,纪全,孔庆山,隋坤艳(青岛大学纤维新材料与现代纺织国家重点实验室培育基地,山东青岛266071摘要:分别采用冷冻干燥法和自然晾干法制备海藻酸钙膜材料,考察比较了两种海藻酸钙膜材料的形貌及吸水性能。海藻酸钙自然晾干膜为无色透明膜,冻干膜为白色海绵膜,且冻干膜与晾干膜相比具有开放、贯通的多孔结构,其孔径介于100Lm~200Lm之间。海藻酸钠质量百分比含量为2%时,晾干膜和冻干膜对蒸馏水的吸水率分别为78.7%和985.0%,经3500r/min离心3min后保水率分别为42.5%和81.8%,两膜材料均具有较好的重复使用性能,其中反复吸水2放水4次后冻干膜的吸水率仍高达869.4%。关键词:海藻酸钙;冷冻干燥;多孔膜;吸水性能收稿日期:2021207221基金项目:国家自然科学基金资助项目(50673046海藻酸钠是从海带等褐藻中提取的一种天然多糖,是由a2L2古罗糖醛酸和B2D2甘露糖醛酸经a(1-4糖苷键构成的一种无规线型嵌段共聚物[1]。作为一种聚阴离子电解质,海藻酸钠分子链中含有大量游离的羧基和羟基,与金属离子有较强的络合能力,能够通过络合及离子交换,与Ca2+等多价金属阳离子形成稳定的螯合物,海藻酸钙的/蛋2盒0结构模型[2]。鉴于海藻酸盐类良好的成膜性、安全性和可降解性能,其在食品、医药、纺织印染等众多领域已经得到广泛的应用[3~5]。近年来,海藻酸盐在医用敷料、细胞培养、释控载体及水处理等领域的应用研究已成为热点课题,为了提高吸水及吸附性能、增加比表面积和利于细胞组织附着,通常要求高分子膜材料具有开放的多孔结构。文献提及的多孔膜的常规制备方法主要有相转化法、溶胶2凝胶法、模板浸出法和冷冻干燥法等[6~9]。本文采用自然晾干和冷冻干燥方法制备了两种海藻酸钙膜材料,探讨比较了两种膜材料的形貌特征及吸水保水性能,为海藻酸盐多孔膜材料在医用敷料等方面应用提供有力依据。1实验部分1.1材料与仪器LGJ212型冷冻干燥机:北京松源华兴科技发展有限公司;JSM26390LV扫描电镜:日本JEOL公司;AnkeTDL240B型离心机:上海安亭科学仪器厂;海藻酸钠:青岛明月海藻集团,食品级;其它化学试剂均为分析纯,所用水为蒸馏水。1.2海藻酸钙晾干膜的制备配制质量百分数为2%的海藻酸钠水溶液,静置24h消泡备用。称取一定量海藻酸钠溶液浇铸于培养皿中,室温(约20e下自然晾干成膜,经5%氯化钙充分交联,蒸馏水多次冲洗后,干燥得海藻酸钙晾干膜。1.3海藻酸钙冻干膜的制备称取一定量经消泡的2%海藻酸钠溶液浇铸于培养皿中,低温(-5e下经预冻成型,待试样完全冻结后放到真空冷冻干燥箱中,-55e抽真空冷冻干燥得到海藻酸钠多孔膜。经5%氯化钙充分交联,蒸馏水多次冲洗,干燥得海藻酸钙冻干膜。1.4扫描电子显微镜分析(SEMJSM26390LV型扫描电镜观测海藻酸钙膜的表面形貌,扫描样品经喷金处理,扫描电压为2021kV。1.5吸水率测试裁取1cm@1cm的膜材料,称干质量为Md(g,浸入蒸馏水中24h后取出,滤纸迅速吸去表面水分,称湿质量为Mw(g,吸水率按式(1计算:吸水率=Mw-MdMd(11.6保水率测试吸水率测试后的样品放入离心管内,经3500r/min离心3min后取出,称量为Mh(g。保水率按式(2计算:保水率=Mh-MdMd(21.7重复使用率评价重复使用率指样品放水后重复吸水的能力,即将吸水率测试后的试样干燥至恒量,重复1.5节的吸水率测试。2结果与讨论2.1膜材料的形貌分析Fig.1为海藻酸盐膜材料的外观照片,采用自然晾干法制备的海藻酸钠膜(a为光滑的透明薄膜,交联后的海藻酸钙膜(b表面有一定程度的褶皱,手触感觉较脆。采用冷冻干燥法制备过程中,低温预冻时聚合物高分子链周围的水冷却成冰,冷冻干燥时直接升华形成孔洞结构。所得的海藻酸钠冻干膜(c为白色或乳白色的多孔海绵,表面较为平整,手触感觉富有弹性,柔韧性较好,交联后的海藻酸钙膜(d变薄,为更为致密的多孔海绵。Fig.1Photographsofmembranesa:normal2driedsodiumalginate;b:normal2driedcalciumalginate;c:freeze2driedsodiumalginate;d:freeze2driedcalciumalgina