明胶膜的性能研究进展
作者简介:曹娜(19802),女,山东济宁人,博士研究生,研究方向为生物高分子材料;3通讯联系人:E2mail:fuyuhua@mail.ipc.ac.
cn.综 述
明胶膜的性能研究进展
曹 娜1,2,符玉华13,贺军辉1
(11中国科学院理化技术研究所,北京 100080; 21中国科学院研究生院,北京 100049)
摘要:明胶膜具有良好的生物相容性和可降解性,并且其物化性质能被调节,因而应用比较广泛。本文综
述了不同添加剂和制备条件对明胶膜的机械性能、阻隔性能、生物可降解性等的影响。通常增塑剂可以改善明
胶膜的脆性,减小其机械强度和热稳定性。交联能有效提高明胶膜的机械性能和热稳定性,减缓明胶的降解速
率。交联包括化学交联、生物相容性交联和物理交联。明胶与蛋白质、糖类、脂类复合,其性能得以改进,并且
将明胶与高聚物共混、共聚改性,可以改善明胶膜的性能以满足不同领域的应用。
关键词:明胶膜;生物相容性;生物可降解性;机械性能;阻隔性能
明胶是一种天然高分子材料,是由胶原热变性或者经物理、化学降解得到的。明胶具有良好的生物
相容性和生物可降解性,具有溶胶2凝胶的可逆转换性、极好的成膜性以及入口即化等特性[1,2]。明胶膜
应用领域比较广泛,例如在食品和药物包装领域,可以用于方便面的调料袋、中成药的内包装等;在医学
材料方面,可以用于修复神经组织,可以将药物固定在明胶膜上制成载体膜等;在农业方面,可以作为自
营养性的覆盖膜,控制一些农药、化肥、除草剂等的释放[326]。
本文综述了不同添加剂和制备条件对明胶膜及其复合膜的机械性能、阻隔性能、生物可降解性等的
影响。
1 增塑对明胶膜性能的影响
明胶的主要成分是蛋白质,由分子间连接形成三维网络结构,这个体系脱水而形成脆性膜。增塑剂
能减少明胶的分子间力,提高膜的弹性,减小膜的脆性。增塑剂主要是一些多元醇,如甘油、甘露糖、山梨
醇、聚乙二醇、乙二醇等。水也是明胶膜有效的增塑剂,吸收到膜中的水分影响增塑剂的增塑能力。增塑
剂分子的结构和组成影响它破坏蛋白质的链间氢键和它吸收水分到蛋白质体系的能力。增塑剂的选择
通常要考虑增塑剂与蛋白质间的相容性,形成的增塑膜的渗透性及增塑剂的添加量等因素[7]。
111 增塑剂对明胶膜机械性能的影响
亲水性的增塑剂能和蛋白质形成链间氢键,减少蛋白质的分子间力[8],因而可以减小明胶膜的抗拉
强度(TS)和弹性模量(EM),增加断裂伸长率(EB)。通常增塑剂具有双重的增塑效果:其一是增塑剂本
身增塑,其二是增塑剂具有强烈的吸湿性把一些水分吸到明胶的矩阵结构中[9,10]。Arvanitoyannis等[11,12]
研究了明胶分别与可溶淀粉和羟丙基淀粉复合,用多元醇增塑的可食膜,结果表明增加水、甘油或山梨醇
的含量,降低了膜的TS和EM,增加了膜的EB。Sobral等[13]用山梨醇增塑明胶膜,随着山梨醇的浓度增
加,膜的穿刺强度下降,穿刺变形和水蒸汽渗透系数增加,并且玻璃转化温度变宽,出现相分离的现象。
Lim等[14]研究了甘油对用转谷氨酰胺酶交联的明胶膜的性能影响,增加甘油的量时,膜的湿含量增加,・1・ 第8期高 分 子 通 报TS减小,EB增加,氧气的透过量也增加。Vanin等[8]比较了甘油、丙二醇、二甘醇、1,22乙二醇等四种多
元醇对明胶膜的机械强度等性能的影响,发现甘油对明胶膜的机械性能影响最大。Thomazine等[15]研究
了不同配比的甘油和山梨醇增塑的明胶膜的机械性能、阻水性等,结果表明:甘油和山梨醇组合增塑可以
消除甘油和山梨醇单独增塑时,增塑剂容易从膜中析出或结晶出来的现象。
112 增塑剂对明胶膜热稳定性的影响
通常,增塑剂的加入降低了明胶膜的热稳定性。Barreto等[16]发现增塑剂山梨醇明显降低了酪蛋白
钠、乳清蛋白和明胶可食膜的降解活化能,降低了热降解的起始温度和最高温度。热稳定性的降低明显
与山梨醇对蛋白质分子内和分子间氢键的影响有关。Goswami等[17]研究发现明胶和三甲基苯酚复合,其
热稳定性提高,并且聚乙二醇400作增塑剂时,复合物的热稳定性进一步提高,但是当增塑剂用量超过
717%时,热稳定性又降低,这是由于聚乙二醇400是通过化学健合作用结合到复合物的,所以对其热稳
定性的影响比较复杂。
113 水分对明胶膜性能的影响
水对于明胶膜有重要影响。Yakimets[18]在研究不同水含量对玻璃态明胶膜的机械性能的影响时,提
出水合分成三个阶段:1)水被束缚在高能吸收区;2)结构水;3)多分子层间的水。在低于玻璃态2橡胶态
转变温度时,明胶膜比较脆;在水的含量为7%～14%即以结构水存在时,明胶复性为胶原的程度较高,因
而明胶膜的机械性能较高。Lukasik等[19]利用磷光来监控水和多元醇增塑的明胶膜的分子运动,探讨增
塑剂和物理交联对明胶膜中分子的运动和氧气透过性的影响。
2 交联对明胶膜性能的影响
交联在明胶膜制备过程中非常重要。交联能有效提高明胶膜的机械性能和热稳定性。交联包括化
学交联、生物相容性交联和物理交联。化学交联是添加化学交联剂使得明胶分子中的氨基、羧基与交联
剂的某些基团结合。常用的化学交联剂有甲醛、戊二醛、二异氰酸酯、碳二亚胺、聚环氧化合物和酰基叠
氮化物等[20]。生物相容性交联是用从生物体中提取的天然产物对明胶交联。物理交联是通过脱氢热处
理、紫外、γ照射等物理方法对明胶交联[20]。
211 化学交联
化学交联剂中,醛类能快速与蛋白质反应,因而被广泛用于交联明胶。Bigi等[21]发现戊二醛的浓度
从011增加到1%(wt)时,交联度从60%增到接近100%,同时明胶膜的变形减小,断裂应力(σb)、EM增
加;交联能阻止明胶在缓冲液中的释放,减小其溶胀性,并且提高了膜的热稳定性。王映红等[22]发现甲
醛作为小分子交联剂,对明胶膜的交联优于戊二醛,且蒸汽交联比溶液交联完全。
Chiellini等[23]报道戊二醛(GTA)的浓度从1增到215%(wt)时,交联的明胶膜的EM减小,EB明显增
加,而TS变化不大。这种现象解释为明胶溶液冷凝时,同时发生了化学交联和物理交联(恢复为胶原的
三螺旋结构),增加GTA阻碍了明胶的物理交联。Matsuda等[24]发现随着明胶膜中GTA浓度的增加,交联
膜与生物组织的粘附强度增加。
Carvalho等[25]比较了甲醛、乙二醛化学交联和转谷氨酰胺酶(Tgase)交联对明胶膜性能的影响,发现
酶交联膜的水蒸气渗透性降低较明显,甲醛交联显著提高了膜的机械性能,化学交联膜的热稳定性提高
较多。Lim等[14]指出Tgase催化酰基转移反应,在蛋白质分子间和分子内形成ε2(γ2谷氨酰胺酰基)赖氨
酸的交联。而通常使用的化学交联剂醛类,是通过醛基与蛋白质中的氨基形成希夫碱而产生交联网络结
构的。
212 生物相容性的交联
虽然醛类是蛋白质的有效交联剂,但是醛类有一定的毒性和钙化作用,因而限制了其在医药和食品
领域的应用。人们寻找新的交联剂和交联方法,希望得到生物相容的交联产物,不产生并发毒性。前面
提到的Tgase就是其中一种生物相容性的酶交联剂。Kolodziejska等[26]研究了交联剂Tgase和12乙烷232
(32二甲基胺丙烷)对明胶Π壳聚糖复合膜水溶性的影响。Bigi等[27]用天然交联剂京尼平交联明胶膜,发现・2・高 分 子 通 报2007年8月交联度随京尼平的增加而增加到85%,交联膜的变形性减小、EM增加,在生理溶液中的溶胀减少,热稳
定性提高。
Kim等[28]用无毒性的交联剂2前花色素交联壳聚糖Π明胶复合膜。交联是通过氨基和酯基连接而成
的网络结构,这种交联结构在水溶液中稳定,并且交联膜的机械性能和热稳定性提高。交联的复合膜更
有利于细胞的粘附和增殖,并且其降解速度降低。Dawlee等[29]把天然存在的粘多糖如软骨素262硫酸盐
转化为醛后交联明胶,发现多糖的氧化程度越高其交联度越大。这种交联的凝胶无毒且有良好的生物相
容性。Draye等[30]用二醛葡聚糖交联明胶膜,结果表明膜的机械性能随着贮存时间的延长而增加。
酶制剂Tgase和天然的交联剂京尼平等,可以改善明胶膜的性能,但其价格较高限制了其应用。作
者[31]采用两种天然的从植物中提取的酚类交联剂———阿魏酸和单宁酸交联明胶膜,研究了交联剂添加
量、成膜液pH值等因素对膜机械、溶胀等性能的影响。
213 物理交联方法
用物理方法交联,也可以避免使用化学交联剂时产生的毒性问题。Jo等[32]研究了不同γ射线照射
量对果胶和明胶复合膜机械性能的影响。Matsuda等[33]用紫外线交联明胶膜在外科手术中用作反粘附物
质,防止组织由于粘附产生的并发症。
Bigi等[1,20]在一定条件下单轴拉伸并用戊二醛交联明胶膜,得到链各向异性、部分取向的明胶膜。发
现膜的EM和σb随拉伸比例(λ)线性增加,和未拉伸的膜比较增加了五倍。这种现象和明胶复性为胶原
的三螺旋结构的程度有关,三螺旋结构增加能够提高膜的机械强度,降低其溶胀性,并且三螺旋结构随着
Bloom系数的增加而增加。Fakirov等[34]通过拉伸甲醛交联的明胶膜也得到类似的结果,发现当λ为4～5
时,E和σb最大;λ再增加时,E和σb减小。Vassileva等[35]发现明胶膜有较高的表面微硬度,并且经过热
处理后,其微硬度增加,这是由于加热产生了分子间和分子内交联。
3 明胶膜的可降解性
明胶含有较多的碳和氮,能为细菌的生长提高养分,所以易于被降解。与合成的高聚物相比,蛋白质
沿多肽链不含有等同的重复单元,这种不规则结构使得蛋白质链不如合成高分子那么容易结晶,所以蛋
白质比较容易被降解[32]。通常交联剂的加入使明胶产生了三维网络结构,减缓了明胶的降解速率。Patil
和Dalev等[36,37]研究了交联的明胶膜在湖水、河水和土壤中的生物降解性,发现在湖水和河水中甲醛、乙
二醛、戊二醛交联的明胶膜的生物降解最慢,降解最快的是环己二异氰酸酯交联的膜,其完全降解仅需3
～4天,未交联的膜和双环氧化丁二烯、二环氧化辛烷交联的膜完全降解需5～7天;在土壤中也发现类似
的结果。
Kim等[28]发现前花色素交联的壳聚糖Π明胶复合膜被消化酶降解的速率,明显低于明胶膜和未交联
的复合膜的降解速率。Shu等[38]发现透明质酸Π明胶复合膜经二硫化物交联后,其降解性降低。Chiellini
等[39]研究了废明胶与聚乙烯醇复合膜,甘蔗渣作填充物,戊二醛作交联剂时在土壤中的降解性,发现包
含17%～20%聚乙烯醇和甘蔗渣的复合物,包埋30天后只降解了40%,而纯的废明胶膜在相同条件下降
解60%,所以这些填充物不利于膜的降解,并且交联也降低了明胶膜的可降解性。Goswami等[40]研究了
用苯甲醛树脂改性的明胶在土壤中的降解性,发现复合物中明胶量的增加,复合物易于降解。Huang
等[41]研究发现壳聚糖Π明胶复合物的降解性优于单纯的壳聚糖的降解性。
4 明胶与蛋白质、糖类、脂类及合成高聚物复合改性
411 明胶与蛋白质、糖类的复合膜
明胶与生物高分子如蛋白质、淀粉、纤维素等复合制成膜,既可以改善其性能,又可以有效降低成本。
各组分间的相容性在复合过程中起重要的作用,可以由热分析如DSC测定玻璃转化温度(Tg)来评价两
种组分的相容性。对于二元混合物若只有一个Tg出现在两母体聚合物之间,则说明有良好的相容性;若・3・ 第8期高 分 子 通 报
壳聚糖敷料国内外研究导读
壳聚糖敷料国内外研究导读
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壳聚糖是甲壳素脱乙酰基衍生物,具有生物相容性好以及可生物降解等优点；明胶是动物胶原经温和断裂后的产物。二者均具有良好的成膜性和黏度，具有良好的透气率和吸胀性,这对于膜吸收伤口渗出液和创面保湿非常有利。
用于伤口护理的明胶－壳聚糖敷料的文献报道，较早见诸于由英联邦政府于二十世纪80年代申请的美国专利US4572906。自90年代末以来，随着组织工程医学的发展，美国、日本、意大利、韩国、中国等国家纷纷对这种生物医学材料予以高度关注。实验已经证明，明胶－壳聚糖敷料具有良好的柔韧性、吸胀性和透气功能，是烧(创)伤后新鲜创面覆盖敷料的良好选择。
1984年英联邦政府申请的美国专利US4572906揭示了一种用于伤口护理的明胶－壳聚糖敷料，明胶－壳聚糖的重量比为3:1～1:3，还包括0-40%w/w（基于明胶、壳聚糖总重量）的相容的增塑剂山梨糖醇或甘油[1]。
1998年日本产业技术中心Maeda, Takuya等人将明胶和壳聚糖在稀蚁酸溶液中混合，20℃下润胀1小时，在60℃下溶解，然后在10℃玻璃板上干燥72小时。所得到的明胶－壳聚糖膜用UV(254 nm)照射0、1或6小时（温度23℃，相对湿度50％）。经历16小时UV照射的明胶－壳聚糖膜在pH 1.8条件下72小时后完全溶解[2]。
2000年韩国Kim, Min Jo等人申请的韩国专利KR2001016482揭示了壳聚糖、明胶和水作为主要成分的软凝胶具有水溶性、生物亲合力、生物降解性、抗菌性，可以吸收伤口分泌物，因此可以被用作伤口护理。软胶的制备有四个步骤：(1)向明胶中加入水，加入0.1-5％有机酸，加入1-30%壳聚糖，摇晃1小时获得流体溶液；(2)使流体溶液硬化，得到易于成型的凝胶；(3)使凝胶成型为软膜；(4)干燥固化胶膜，得到水溶性固体膜[3]。
明胶的作用与功效
明胶的作用与功效
明胶（Gelatin）是由动物皮肤、骨 、 肌膜、肌魅等结缔组织中的胶原部分降解而成为白色或淡黄色、半透明、微带光泽的薄片或粉粒；故又叫做动物明胶、膘胶。工业明胶为无色至淡黄色透明或半透明等薄片或粉粒。无味，无臭。在冷水中吸水膨胀。 溶于热水。溶于甘油和醋酸，不溶于乙醇和乙醚。
明胶属于一种大分子的亲水胶体，是一种营养价值较高的低卡保健食品,可以用来制作糖果添加剂、冷冻食品添加剂等。此外，明胶也被广泛利用到医药和化工产业中。
糖果添加剂
据报道，全世界的明胶有60%以上用于食品糖果工业。在糖果生产中，明胶用于生产奶糖、蛋白糖、棉花糖、果汁软糖、晶花软糖、橡皮糖等软糖。明胶具有吸水和支撑骨架的作用，明胶微粒溶于水后，能相互吸引、交织，形成叠叠层层的网状结构，并随温度下降而凝聚，使糖和水完全充塞在凝胶空隙内，使柔软的糖果能保持稳定形态，即使承受较大的荷载也不变形。明胶在糖果中的一般加量为5%～10%。在晶花软糖中明胶用量6%时效果最好。在橡皮糖中明胶的加量为6.7%。在牛轧糖中为0.6%～ 3%或更多些。在糖果粘液的浓糖浆中加量为1.5%～9%，糖味锭剂或枣子糖果的配料要求含明胶2%～7%。在糖果生产中，使用明胶较淀粉、琼脂更富有弹性、韧性和透明性，特别是生产弹性充足、形态饱满的软糖、奶糖时，需要凝胶强度大的优质明胶。
冷冻食品改良剂
在冷冻食品中，明胶可用作胶冻剂，明胶胶冻的熔点较低，易溶于热水中，具有入口即化的特点，常用于制作餐用胶冻、粮食胶冻等。明胶还可用于制作果冻，明胶胶冻在温热而尚未溶化的糖浆中不会结晶，温热的胶冻在凝块被搅碎后还可重新形成胶冻。明胶作为稳定剂可用于冰淇淋、雪糕等的生产，明胶在冰淇淋中的作用是防止形成粗粒的冰晶，保持组织细腻和降低溶化速度。为获得优良的冰淇淋，明胶的含量必须恰如其分。明胶在冰淇淋中的一般用量为0.25%～0.6%，任何胶冻强度的明胶都可制得良好的冰淇淋，但不同强度必须配以相对应的浓度。
明胶固定化改性壳聚糖膜的制备与性能表征
郭丽等：明胶固定化改性壳聚糖膜的制备与性能表征
明胶固定化改性壳聚糖膜的制备与性能表征
郭 丽 ，王迎军 ，任 力ｈ ，冷云霞。，高前应。，葛 坚。
（１．华南理工大学材料科学与工程学院，广东广州５１０６４０；
２．华南理工大学特种功能材料教育部重点实验室，广东广州５１０６４０；
３．中山大学中山眼科中心，广东广州５１００６０）
｛ 摘要： 用碳二亚胺缩合剂将明胶固定于壳聚糖膜
表面，采用傅立叶红外光谱、Ｘ射线光电子能谱表征改 性膜的结构，结果显示明胶成功固定于壳聚糖膜表面。
透光率、吸水率和接触角测试表明，改性膜的透光率最 高可迭９８ 左右，能满足角膜修复对透光性的要求。
改性后膜的吸水率提高到９７．６ ，接触角下降到
７３．４。，亲水性提高。以壳聚糖膜和明胶固定化改性壳
聚糖膜为载体培养人成纤维细胞，结果显示细胞在明
胶固定化改性壳聚糖膜上的生长情况优于壳聚糖膜，
改性膜具有良好的细胞亲和性。这种明胶固定化改性
壳聚糖膜有望成为一种角膜修复材料。
关键词：壳聚糖；明胶；固定化；亲水性；生物相容性
中图分类号：Ｏ６３６．１ 文献标识码：Ａ
文章编号 １００１－９７３１（２００８）１１—１９２９－０４
１ 引 言
壳聚糖是甲壳素的Ｎ一脱乙酰化合物，具有良好的
成膜性和光学性能、一定的亲水性和吸水性、适宜的力
学强度，可生物降解，是理想的细胞外基质材料，广泛
应用于骨骼［１］、角膜［ｚ￣４３、肝［５］、肾等支架材料的研究。
目前国外爪用壳聚糖作为角膜修复方面的研究还很
少，国内的相关研究主要是将壳聚糖与胶原、透明质
酸、硫酸软骨素等复合，制备角膜组织工程支架，改善
壳聚糖某些方面的性能，如提其吸水率、细胞亲和性，
比较不同复合材料的透光性、降解速率等。研究［３］认
为，壳聚糖膜表面大量氨基的存在可能对细胞的增殖
有抑制作用，因此如何提高其生物相容性成为当前研
究的热点。然而目前对壳聚糖膜表面改性，尤其是在
环氧基封端的聚氨酯改性明胶的研究
第３１卷第６期 ２０１３年１２月 陕西科技大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｓｈａａｎｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ０１．３１ Ｎｏ．６ Ｄｅｅ．２０ｌ３
文章编号：１０００—５８１１（２０１３）０６—００７７—０５
环氧基封端的聚氨酯改性明胶的研究
王鸿儒，罗 琼，张小波，靳园敏
（陕西科技大学资源与环境学院，陕西西安 ７１００２１）
摘 要：研究了带有环氧基的聚氨酯对明胶进行改性的实验条件，探讨了不同配比环氧基封端 的水性聚氨酯改性明胶膜的机械性能、接触角、透湿性能的影响．结果表明：当聚氨酯和明胶的
质量比为５：５时，改性膜的机械性能最佳，即断裂伸长率可达３１７．１８ ，抗张强度为４Ｏ．２８ Ｎ ・ｍｍ ，接触角为６５．３。，透湿量可达３０９ ｇ・ｍ．２４ ｈ＿。．使用红外光谱对环氧基封端的聚氨
酯、明胶、聚氨酯改性明胶进行了结构袁征． 关键词：聚氨酯；环氧基；明胶 中图法分类号：ＴＱ３１６．６ 文献标识码：Ａ
Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｅｐｏｘｙ。＿ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ－－ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｇｅｌａｔｉｎ
ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ—ｒｕ，ＬＵＯ Ｑｉｏｎｇ，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ—ｂｏ，ＪＩＮ Ｙｕａｎ—ｍｉｎ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｓｈａａｎｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ ａｎ ７１００２１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｇｅｌａｔｉｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｂｙ ａ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｗｉｔｈ ａｎ ｅｐ— ｏｘｙ ｇｒｏｕｐ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｅｎ— ｓｉｌｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｔｈａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒａｔｉｏｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｐｏｘｙ—ｔｅｒｍｉｎａｔｅｄ ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ
改性明胶膜的制备及其力学性能探讨
第２５卷第２期 ２００６年４月 天津工业大学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＴＩＡＮＪＩＮ ＰＯＬＹＴＥＣＨＮＩＣ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＶ０１．２５ Ｎｏ．２ Ａｐｒｉｌ ２００６
改性明胶膜的制备及其力学性能探讨
刘小杰 ，齐 鲁 ，白立峰 （１．天津工业大学改性与功能纤维天津市重点实验室，天津３００１６０；２．天津工业大学生物与纺织材料研究所，天津３００１６０）
摘要：分别研究了羧甲基壳聚糖、交联剂和甘油等对明胶膜的改性问题，对改性膜的断裂强度、断裂伸长率进行 了测试，并通过扫描电镜对改性膜截面进行了观测．结果表明，羧甲基壳聚糖、交联剂和甘油的加入能有效 地改善明胶膜的机械性能，截面的电镜照片表明羧甲基壳聚糖和明胶具有很好的相容性．
关键词：明胶；羧甲基壳聚糖；机械性能；交联剂 中图分类号：ＴＳ１０２．６；ＴＱ３４２．８７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７１－０２４Ｘ（２００６）０２—００１９—０３
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｇｅｌａｔｉｎ ｍｅｍｂｒａｎｅ
ＬＩＵ Ｘｉａｏ－ｊｉｅ 一，ＱＩ Ｌｕ ，ＢＡＩ Ｌｉ—ｆｅｎｇ ’ （１．Ｔｉａｎｊｉｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｉｂｅｒ Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｆｉｂｅｒ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６０， Ｃｈｉｎａ；２．Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｂｉｏｌｏｇｉｃ ａｎｄ Ｓｐｉｎｎｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１６０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｇｅｌａｔｉｎ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｉｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｂｙ ＣＭ—ｃｈｉｔｏｓａｎ，ｃｒｏｓｓｉｎｇ—ｌｉｎｋｅｒ ａｎｄ ｇｌｙｃｅｒｉｎ，Ｔｈｅ ｂｒｅａｋ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎｄ ｂｒｅａｋｉｎｇ ｅｎｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ａｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ａｎｄ ｔｅｓｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｆｉｌｅ ｏｆ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｍｅｍ— ｂｒａｎｅ ｉｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｂｙ ＳＥＭ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ＣＭ—ｃｈｉｔｏｓａｎ，ｃｒｏｓｓｉｎｇ－ｌｉｎｋｅｒ ａｎｄ ｇｌｙｃｅｒｉｎ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｇｅｌａｔｉｎ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ．Ｔｈｅ ｐｒｏｆｉｌｅ ＳＥＭ ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｇｏｏｄ ｃｏｍｐａｔｉ— ｂｉｌｉｔｙ ｂｅｔｗｅｅｎ ｇｅｌａｔｉｎ ａｎｄ ＣＭ—ｃｈｉｔｏｓａｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｇｅｌａｔｉｎ；ＣＭ—ｃｈｉｔｏｓａｎ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｃｒｏｓｓｉｎｇ—ｌｉｎｋｅｒ
光交联明胶-壳聚糖共混膜制备及性能研究
６ 广东化工
ｗｗｗ．ｇｄｃｈｅｍ．ｃｏｍ ２０１０年第ｌ０期
第３７卷总第２１０期
光交联 明胶一壳 聚糖共混膜制备及性能研究
白绘宇，王娟勤，刘晓亚
（江南大学化学与材料工程学院，江苏无锡２１４１２２）
【摘要】本实验用以聚乙烯醇－苯乙烯基吡啶盐的缩合物（ＰＶＡ—ＳｂＱ）为光敏剂，运用紫外光辐照法以制备交联明胶 壳聚糖共混膜。羯傅立叶
红外、Ｘ 射线衍射方法对膜的结构进行表征，并对膜的力学性能、吸湿率、透光率性能进行研究。研究表明：ＰＶＡ—ＳｂＱ分子与明胶、 壳聚糖分
子问存在氢键作用，光交联后，共混膜形成网状结构，有效地改善了共混膜的力学性能、吸湿性和紫外屏蔽性能等。 ［关键词Ｊ孵胶；壳聚糖；ＰＶＡ－ｓｂｑ；光交联；膜 ¨＝ 【中囿分类号］ＴＱ ［文献标识码】Ａ 【文章编号１１００７—１８６５（２０１０）１０—０００６—０２
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｃｒｏｓｓ－－Ｌｉｎｋｅｄ Ｇｅｌ／ＣＳ／ＰＶＡ－－ＳｂＱ
Ｍｅｍｂｒａｎｅ
Ｂａｉ Ｈｕｉｙｕ，Ｗａｎｇ Ｊｕａｎｑｉｎ，Ｌｉｕ Ｘｉａｏｙａ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ＆Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ ２ １ ４ １ ２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｐｈｏｔｏｃｒｏｓｓ—ｌｉｎｋｅｄ ｇｅｌａｔｉｎ－ｃｈｉｔｏｓａｎ ｂｌｅｎｄ ｍｅｍｂｒａｎｅ ｗａｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｍｉｘｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ ｏｆ ｇｅｌａｔｉｎ，ｃｈｉｔｏｓａｎ ａｎｄ ＰＶＡ—ＳｂＱ Ｉｔｓ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｅｘａｍｉｎｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ＦＴ－ＩＲ ａｎｄ ＸＲＤ Ｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍｅｍｂｒａｎｅ，ｓｕｃｈ ａｓ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ｈｙｇｒｏｓｃｏｐｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｌｉｇｈｔ ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ ｈａｄ ｂｅｅｎ
明胶应用性能的研究
第２４卷第３期 ２００７年６月 皮 革 化 工 ＬＥＡＴＨＥＲ ＣＨＥＭＩＣＡ ＬＳ Ｖｏ１．２４ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．２００７
明胶应用性能的研究
帅兴华，王少强，宋增峰，谢益民 （山东轻工业学院制浆造纸省级重点学科，山东济南２５０３５３） 摘要：文章综述了皮革废弃物明胶的一系列优异物性，如胶体保护性、成膜性、表面活性、凝胶态和溶胶态的可 逆转变性、两性聚电解质特性、侧基的高化学反应活性等。及其在感光工业、食品、医药、化妆品、纺织、造纸、 防腐抗蚀、化工等行业应用的情况以及所产生的技术经济效益，并对其应用前景作了展望。 关键词：皮革；明胶；应用 中图分类号：ＴＱ４３１．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：ｌ００４—８９６０（２００７）０３—００２０—０４ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｇｅｌａｔｉｏｎ ＳＨＵＡＩ Ｘｉｎｇ－－ｈｕａ，ＷＡＮＧ Ｓｈａｏ－－ｑｉａｎｇ，ＳＯＮＧ Ｚｅｎｇ－－ｆｅｎｇ，Ｘ１Ｅ Ｙｉ－－ｍｉｎ （Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｐｕｌｐ ａｎｄ Ｐａｐｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｌｉｇｈｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｊｉｎａｎ ２５０３５３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｇｅｌａｔｉｏｎ ａｓ ｏｔｈｅｒ ａｇｅｎｔ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ａｎｄ Ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｇｅｌａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｗｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｔｈａｔ ａ ｇｅｌａｔｉｏｎ ｗｏｕｌｄ ｂｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｕｓｅｆｕｌ ａｇｅｎｔｓ ｉｎ ｓｏｍｅ ｆｉｅｌｄｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｅａｔｈｅｒ；ｇｅｌａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 明胶是以牛、猪等动物骨、皮为工业原料，经一 系列预处理、净化，提取出其中的胶原，使其适度降 解，再通过热变性等工序而制得。明胶兼具蛋白质 和材料双重特性，它既是一种蛋白质，又是一种高分 子生物材料。由于明胶具有一系列优异物性，如胶 体保护性、成膜性、表面活性、凝胶态和溶胶态的可 逆转变性、两性聚电解质特性、侧基的高化学反应活 性等，使其成为最早的商品化蛋白质，在感光材料、 食品、医药、化妆品、造纸、防腐抗蚀、选矿、建材、化 工等行业和许多产品中获得广泛应用，并产生了很 高的经济效益。 １ 明胶在食品中的应用
明胶纤维制备及结构性能研究
明胶纤维制备及结构性能研究
明胶是一种由动物皮骨组织中提取的蛋白质，具有良好的生物相容性和生物降解性。近年来，人们对明胶纤维的制备及其结构性能进行了广泛的研究。
明胶纤维的制备方法多种多样，常见的方法有湿法纺丝、干法纺丝和电纺法。湿法纺丝是将明胶溶液注入到纺丝器中，通过旋转或压力将溶液挤出，形成纤维。干法纺丝则是将明胶溶液在干燥环境中蒸发，形成纤维。电纺法是将明胶溶液放置在高电压下，通过静电作用将溶液喷射成纤维。这些方法都能制备出具有不同直径和形态的明胶纤维。
制备出的明胶纤维具有一定的结构性能。首先，明胶纤维的力学性能较好，具有较高的强度和韧性，可以用于制备高强度的纺织品。其次，明胶纤维具有良好的吸湿性和透气性，使其成为一种理想的纺织材料。此外，明胶纤维还具有优良的柔软性和舒适性，适合制作贴身服装和医疗用品。
明胶纤维的结构性能与其制备方法、明胶的种类和浓度等因素有关。制备方法的不同会导致明胶纤维的形态和直径不同，进而影响其机械性能。明胶的种类和浓度会影响纤维的结晶度和分子排列方式，进而影响纤维的力学性能和吸湿性能。
未来，明胶纤维的制备及其结构性能的研究还有许多挑战和机遇。一方面，可以通过改变制备方法和调整明胶的种类和浓度，进一步改善明胶纤维的力学性能和吸湿性能。另一方面，可以结合其他材料对明胶纤维进行改性，进一步拓展其应用领域。
总之，明胶纤维的制备及其结构性能的研究具有重要的科学意义和应用价值。通过深入研究明胶纤维的制备方法和结构性能，可以为明胶纤维的应用提供理论依据和技术支持，推动明胶纤维在纺织、医疗等领域的广泛应用。
工业明胶在陶瓷工业中的应用与性能分析
工业明胶在陶瓷工业中的应用与性能分析
引言：
工业明胶是一种广泛应用于陶瓷工业中的粘合材料。它具有许多优良的特性，如粘合强度高、耐热性好和良好的耐化学性能等。本文将重点讨论工业明胶在陶瓷工业中的应用及其性能分析。
一、工业明胶在陶瓷粘接中的应用
1. 陶瓷工艺的改进
工业明胶可用于陶瓷件之间的粘接，使陶瓷工艺得到改进。传统的陶瓷粘接常采用水泥、树脂等材料，但这些材料的粘合强度和耐热性较差。工业明胶作为一种高强度粘合材料，能够有效连接陶瓷件，提高产品的整体质量和强度。
2. 陶瓷涂层的制备
工业明胶可用于陶瓷涂层的制备，在陶瓷表面形成一层均匀的保护膜。该涂层能够提高陶瓷的硬度、耐磨性，同时具有良好的抗污染性。工业明胶的使用使得陶瓷产品的表面光滑度和整体外观得到改善。
3. 陶瓷修复和二次加工
陶瓷制品在生产和使用过程中可能出现损坏，如破碎、缺口等。工业明胶可以用于陶瓷修复，使得损坏的陶瓷件能够恢复使用。此外，工业明胶还可用于陶瓷的二次加工，如切割、打磨等工序，使陶瓷制品更符合需求。
二、工业明胶在陶瓷工业中的性能分析
1. 粘合强度 工业明胶具有很高的粘合强度，能够有效连接陶瓷件。其高粘合强度能够提高陶瓷制品的整体质量和强度，增加其耐久性。同时，工业明胶的粘合强度还能够保持在高温条件下，确保陶瓷制品在高温环境中的使用安全性。
2. 耐热性
工业明胶具有良好的耐热性能，在高温环境下能够保持较好的粘合性能。陶瓷制品在生产和使用过程中可能面临高温情况，例如窑炉烧制过程或高温环境下的使用。工业明胶的耐热性使得陶瓷产品在这些条件下仍能保持稳定的粘结状态。
3. 耐化学性能
工业明胶在陶瓷工业中具有出色的耐化学性能，能够抵御酸、碱等腐蚀性物质的侵蚀。陶瓷制品常常用于化学实验室、石油化工等领域，工业明胶的耐化学性能能够保证陶瓷制品在这些环境中的使用寿命和安全性。
4. 环境友好性
工业明胶在陶瓷工业中的应用还具有环境友好性。它不含有毒物质，并且能够循环再利用。与传统的粘合材料相比，工业明胶在制备过程中不会产生有害物质的排放，符合低碳环保的要求。
明胶纳米纤维膜的交联及其降解性能
第３５卷第６期 ２００８定 北京化工大学学报 Ｊ０ＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＢＥＵＩＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ０Ｆ ＣＨＥＭｌＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ Ｖｌ０Ｉ．３５．ＮＯ．６ ２００８
明胶纳米纤维膜的交联及其降解性能
付靖宇 黄雅钦 隋 刚 杨小平
（北京化工大学新型高分子材料制备与加工北京市重点实验室，北京 １０００２９）
摘要：在不同配比的乙醇／水溶液中，应用１一（３一二甲氨基丙基）一３一乙基碳二亚胺盐酸盐／Ｎ一羟基硫代琥珀酰亚胺 （ＥＤＣ／ＮＨｓ）体系交联了明胶纳米纤维膜。分析了交联后明胶纳米纤维膜的宏观形貌、微观结构、吸水率、质量损 失率、力学性能，并对交联后明胶纳米纤维膜的体外降解过程进行了实验研究。结果表明，在无水乙醇溶液中交联 的明胶纳米纤维膜综合性能良好；交联后的明胶纳米纤维膜４０ ｄ完全降解，降解过程中吸水率和ｐＨ值变化不大，
有利于在生物医用材料方面的广泛应用。 关键词：明胶；电纺丝；交联；体外降解 中图分类号：Ｒ３１８．０８
引 言
明胶是一种从动物的结缔或表皮组织中的胶原
部分水解得到的蛋白质，化学本质是由胶原的三螺
旋肽链水解成的单螺旋肽链。明胶具有许多优良的
物理、化学性能，如溶胶与凝胶的可逆转变、侧链基
团反应活性高、两性电解质特性，而且与胶原相比，
成本更加低廉等。近年来，明胶纳米纤维膜作为一
种良好的生物医用材料已被广泛应用于血管修 复…１、药物传递载体［ 、外伤敷治［３－４］等领域。明胶
纳米纤维膜具有高比表面积、高孔隙率、良好的生物
相容性等特点，但其具有亲水性且降解迅速 刮，必
须经过交联才能进一步应用。１．（３一二甲氨基丙基）一
３．乙基碳二亚胺盐酸盐（ＥＤＣ）／Ｎ一羟基硫代琥珀酰
亚胺（ＮＨＳ）体系作为一种水溶性交联剂，由于其本
身及交联中间产物均可溶于水，不会在交联基质中
引入毒性成分，是近年来开始被应用的一种理想的
混合生物交联剂 ］。但由于明胶的亲水性，交联环