电影从Glyoxal-Crosslinked云杉半乳葡甘露聚糖与山梨糖醇增塑的gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

影片从可再生和生物可降解的森林生物炼制产品准备,云杉gydF4y2BaOgydF4y2Ba-acetyl-galactoglucomannans(药物),与乙二醛交联。第一次,有凝聚力和独立的电影获得药物没有添加多元醇增塑剂。此外,glyoxal-crosslinked电影准备使用山梨糖醇10、20、30、40% (wt. - %的药物)。乙二醛明显加强了与矩阵,被拉伸试验和动态力学分析。电影的断裂伸长率略有提高,杨氏模量随山梨糖醇含量增加而降低。有趣的是,电影是恒定的抗拉强度和塑化剂含量增加。山梨糖醇的影响吸附水和水蒸气渗透率(冻)取决于相对湿度(RH)。在低RH,山梨糖醇的加入显著减少冻的电影。的glyoxal-crosslinked与电影含有20%山梨糖醇表现出的最低氧渗透率(OP)和冻研究电影和显示令人满意的力学性能。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

替代油基与可再生和生物可降解的塑料材料是目前最重要的目标之一包装研究。目前可降解聚合物包括淀粉、纤维素、聚交酯(从乳酸合成聚酯生产),和polyhydroxyalkanoates(聚酯生产的微生物从碳水化合物或脂肪)(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。然而,聚乳酸的生物降解是经合组织最近发现不满足标准(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。因此,植物多糖和蛋白质等生物聚合物至少两个优势合成可降解塑料:他们可以使用聚合一步,和其生物降解性和环境相容性是保证。gydF4y2Ba

纤维素是最丰富的植物多糖除了纤维素。他们大量biosynthesized大多数的树木和陆生植物。尽管他们丰富,工业利用半纤维素小相比,淀粉和纤维素的使用。最丰富的半纤维素在软木甘露聚糖。获得gydF4y2BaOgydF4y2Ba乙酰半乳葡甘露聚糖(药物)从云杉木材拥有潜在的林业产业的副产品,但他们目前部分热机的制浆废水的去除。后者被认为是一个劣势,因为它减少纸浆和造纸产量和增加负载或者环境的影响或废水管理(gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]。药物可以在合理的成本恢复从水净化过程,超滤,酒精沉淀法或喷雾干燥gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]。药物也可以获得纤维板工厂的废水超滤(gydF4y2Ba5gydF4y2Ba从木屑]或加压热水提取(gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。药物包括骨干gydF4y2BaβgydF4y2Ba1、4-D-mannopyranosyl(男人gydF4y2BapgydF4y2Ba),gydF4y2BaβgydF4y2Ba1,4-D-glucopyranosyl(相关gydF4y2BapgydF4y2Ba)单位携带单gydF4y2BaαgydF4y2Ba-D-galactopyranosyl(加gydF4y2BapgydF4y2Ba)残留(1→6)有关gydF4y2BapgydF4y2Ba残留物,乙酰基取代基与C2和C3位置的男人gydF4y2BapgydF4y2Ba(gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。平均摩尔比率的男人gydF4y2BapgydF4y2Ba:相关gydF4y2BapgydF4y2Ba:加gydF4y2BapgydF4y2Ba在水溶性云杉药物4:1:0.5和乙酰化的程度是15%gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

药物可以作为此类或混合与其他多糖形成生物可降解原料电影具有前途的氧势垒特性(gydF4y2Ba9gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]。然而,当单独使用药物需要相当大量的外部增塑剂(30 - 40 wt。- %的药物),如甘油或山梨糖醇,形成凝聚力的独立电影。由于,而低摩尔质量的药物(kDa例),电影的抗拉强度相对较低。作为我们的最近的研究的一部分,我们试图改善与电影的力学性能通过使用纤维素nanowhiskers [gydF4y2Ba12gydF4y2Ba和microfibrillated云杉纸浆纤维素gydF4y2Ba13gydF4y2Ba)强化。使用15% microfibrillated启用纤维素膜的形成从药物和拉伸性能测量使用小样本大小与动态力学分析仪(DMA) 10%甘油作为增塑剂(wt. - %的药物)。gydF4y2Ba

电影可以加强期间化学修改聚合物交联剂制备成膜解决方案。交联剂是天然或合成分子至少含有两个活性组能够形成国际米兰,和/或分子内高分子链之间的联系(gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。乙二醛(ethanedial)是最小的现有的醛和广泛应用于,除其他事项外,免烫面料、尺寸稳定的人造丝和其他纤维、制革、和纸涂料(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba]。乙二醛与羟基形成半缩醛债券,其中许多是在多糖(gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。交联剂如乙二醛或柠檬酸可以改善hemicellulose-based防潮性的电影gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。与乙二醛交联淀粉导致增加刚度和减少水分吸附挤压泡沫的gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]。乙二醛的羟丙基纤维素膜在水中的溶胀比降低(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba]。Glyoxal-crosslinking也可以用来增加棉花种子蛋白质薄膜的击穿强度(gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba]。本研究的目的是交联与乙二醛和研究交联的性质GGM-based电影作为增塑剂用量的函数。gydF4y2Ba

2。实验gydF4y2Ba

2.1。材料gydF4y2Ba

云杉半乳葡甘露聚糖(药物)是来自芬兰纸浆厂的工艺用水工业规模的隔离试验后乙醇沉淀(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba,gydF4y2Ba21gydF4y2Ba]。碳水化合物组成的沉淀物质被徐等人的特点,发现包括药物在80年摩尔%,与一小部分其他碳水化合物(主要是木糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸)(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]。从降解木质素以及碳水化合物,芳香的根,木酚素、亲脂性的物质,如脂肪酸、树脂酸、steryl酯,甘油三酸酯在水和从云杉木材中提取可以在次要的内容出现在药物(gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]。药物溶解在水中10 g / L,通过玻璃纤维过滤器去除少量的nondispersible材料,集中使用旋转蒸发器和冻干。乙二醛是购自Sigma-Aldrich (Taufkirchen、德国),山梨糖醇(Sorbidex S58/16603)从Cerestar (Krefeld、德国)、高效液相色谱级二甲亚砜(DMSO) Lab-Scan(爱尔兰都柏林)和LiBr NaNOgydF4y2Ba_3gydF4y2Ba从Sigma-Aldrich。PgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_5gydF4y2Ba,MgClgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba、镁(不gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba、氯化钾和无水CaClgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba颗粒大小的1 - 2毫米来自默克公司(美国新泽西州怀特豪斯站)。gydF4y2Ba

2.2。准备的电影gydF4y2Ba

电影从药物准备与乙二醛5% (wt.——%与没有塑化剂和10,20、30岁和40%山梨糖醇(wt. - %的药物)。此外,影片准备没有乙二醛,使用40%的山梨糖醇。电影编码如表所示gydF4y2Ba1gydF4y2Ba。药物溶解在水中受到磁搅拌10分钟的85°C。解决方案是冷却至60°C,乙二醛是补充说,解决方案是由磁搅拌混合4分钟前添加山梨糖醇。与内容的解决方案是10 g / L。厚电影准备时动态力学分析(DMA)、药物含量20 g / L。解决方案是由声波降解法在真空脱气5分钟,扔在聚四氟乙烯板或能经受考验培养皿,干在气候室在50% RH和23°C。电影DMA的厚度大约是100年gydF4y2BaμgydF4y2Bam;其他电影大约是40gydF4y2BaμgydF4y2Bam。电影是在50% RH和23°C条件分析,除了水吸附测量的样品是存储在真空干燥器/ PgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_5gydF4y2Ba在0% RH。gydF4y2Ba

2.3。尺寸排阻色谱法gydF4y2Ba

从药物冻干的药物粉末和电影:5 . gox和药物:5 . gox / 20琼在水混合包含0.1纳米gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba和在DMSO包含0.01 LiBr磁搅拌三天,然后用0.45过滤gydF4y2BaμgydF4y2Ba注射器过滤器(GHP Acrodisc 13日笼罩Corp .),安阿伯市,美国)。样本分析高效凝胶排阻层析法(HPSEC)使用一个dn / ds的价值0.150 0.064水洗脱液和DMSO溶液。设备以及HPSEC分析的方法被Pitkanen et al。gydF4y2Ba23gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

2.4。拉伸试验gydF4y2Ba

拉伸强度、断裂伸长率和杨氏模量测定的电影在23°C和50% RH英斯特朗4465房间(气候)使用一个万能试验机测压元件100 N。最初的控制距离是50毫米和分离5毫米/分钟的速度控制。9到10复制标本测量每个电影类型。标本10毫米宽,长约80毫米。标本的厚度测量千分尺(Lorentzen & Wettre Kista瑞典,精度1gydF4y2BaμgydF4y2Ba米)在5分,平均计算。gydF4y2Ba

2.5。动态力学分析gydF4y2Ba

动态力学分析(DMA)的电影是242年上执行DMA (Netzsch-Geratebau GmbH, Selb,德国),使用薄膜张力夹。一式三份标本5毫米×30毫米的准备,和他们的平均厚度是决定两个测量1 - Lorenzen & Wettre千分尺gydF4y2BaμgydF4y2Ba米精度。之间的差距的下巴开始测试是9毫米。0.2 N的动力应用于1赫兹的频率。标本的平衡在−70°C 5分钟,之后,储能模量(E′),损耗模量(E′′),和tanδ(棕褐色gydF4y2BaδgydF4y2Ba)测定作为温度的函数从−70°C到100°C的升温速率5°C /分钟。玻璃化转变温度(gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba)是作为一个峰值温度E′′在1赫兹[gydF4y2Ba24gydF4y2Ba),这是由拟合抛物线E′′7.5数据来源(OriginLab公司,北安普顿,妈,美国)软件。gydF4y2Ba

2.6。水吸附gydF4y2Ba

德国焊接学会内在吸附微量天平(英国米德尔塞克斯表面测量系统,Alperton)被用来收集水的吸附等温线。实验进行了25°C和RH值从0到90%。样品被平衡水分逐步在10% RH步骤示例体重每一步。水分吸收计算根据:gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba是样本选择相对湿度和重量平衡吗gydF4y2Ba是干燥的样品的重量。gydF4y2Ba

2.7。水蒸气渗透率gydF4y2Ba

水蒸气渗透率(冻)决心根据ASTM E 96 / E 96 M-05标准(gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]。除了RH梯度推荐标准(0/54%),研究了RH 33/86%递变。电影包含43克CaCl密封在铝杯gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba作为干燥剂或25克饱和脂肪MgClgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba解决方案给33% RH的氛围gydF4y2Ba26gydF4y2Ba]。有一个气隙之间的6毫米盐或盐溶液和底部的电影。杯子被置于干燥器柜配有风扇在样品上方的空气流通的速度0.15米/秒。内阁是保持在22°C,及其RH使用饱和毫克(没有维持在54%gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba解决方案使用干燥剂时在杯子和86%使用饱和氯化钾溶液与MgCl当内部气氛控制gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

杯子重达5到10倍每隔3 h-3 d。测量温度和RH内阁使用Rotronic HygroPalm RH计(瑞士Bassersdorf)之前每个称重。水汽传输速率(WVTR)计算体重增加的斜率的线性回归和时间除以斜率由测试单元口面积。水蒸气分压在下面描述的电影使用校正方法计算Gennadios et al。gydF4y2Ba27gydF4y2Ba]。水蒸气渗透率(冻)乘以WVTR获得通过膜的厚度和除以水蒸气分压之间的差异,双方的电影。三个复制每部电影类型的测试及其厚度测量测试之前在10分1gydF4y2BaμgydF4y2Ba米精度。gydF4y2Ba

2.8。氧气渗透gydF4y2Ba

氧气传输速率(OTR)的电影用氧气渗透(OP)试验机测量电量传感器(Ox-Tran双胞胎;现代控制Inc .,明尼阿波利斯,美国)。标本放在仪器大约20 h之前测试条件他们内部的RH测试细胞,这是发表在《仪器手工50 - 75%。这部电影是一侧暴露于100%的氧气和98%的氮、2%的氢的混合物在另一边。OP被OTR乘以计算薄膜的厚度和除以氧气分压之间的差异,双方的电影。测量进行了22°C和正常的大气压力。标本区域是5厘米gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba后,薄膜的厚度测量分析5分在1微米gydF4y2BaμgydF4y2Ba米精度。OP决心在四个复制的电影。然而,在某些情况下,一些复制泄露和少于四个成功的测量是可以做到的。gydF4y2Ba

3所示。结果gydF4y2Ba

3.1。膜的形成gydF4y2Ba

纯药物并没有形成一个有凝聚力的独立的电影没有外部增塑剂的加入,如甘油、山梨醇。此外,高剂量(30 - 40%)增塑剂是必要的,从而导致抗拉强度降低,增加水分敏感性的电影。当添加乙二醛交联剂为5% (wt. - %的药物),电影准备是成功的山梨糖醇的内容研究,即使没有添加山梨糖醇。gydF4y2Ba

3.2。摩尔质量gydF4y2Ba

从药物的药物粉末和电影:5 . gox和药物:5 . gox / 20转速进行了分析与HPSEC使用水盐溶液和有机DMSO溶液作为洗脱液。所有样品的重量平均摩尔质量的水系统是32000克/摩尔。因此,没有观察到与乙二醛摩尔质量的增加。然而,所有样本包含一些聚合视为prepeak光散射信号(结果未显示),这可能有点增加摩尔质量的结果。复苏基于折射率值信号范围从72%到89%,所以样品溶于水洗脱液使用。的复苏略低交联比药物粉末样品。此外,分析了样本在DMSO LiBr 0.01米,这是一个有效的溶剂对纤维素(gydF4y2Ba23gydF4y2Ba]。药物粉末溶解相当好(恢复75%),从药物和电影:5 . gox / 20 sor溶解部分(恢复54%)在DMSO,但unplasticized药物:5 . gox电影不溶于DMSO溶液。的摩尔质量与粉和药物:5 . gox / 20 sor电影分析在DMSO略低,高,分别,而水洗脱液中获得的值。gydF4y2Ba

3.3。机械和热性能gydF4y2Ba

glyoxal-crosslinked薄膜的抗拉强度,22 - 24 MPa,有趣的是发现独立增塑剂含量,除了10%的山梨糖醇抗拉强度较低时,16 MPa(图gydF4y2Ba1(一)gydF4y2Ba)。相比之下,noncrosslinked抗拉强度的药物/ 40 sor电影12 MPa。因此,添加5%乙二醛电影40%山梨糖醇的抗拉强度增加了一倍。交联膜的断裂伸长率略从3.7%上升到7%,而从740 MPa杨氏模量减少到490 MPa山梨糖醇的数量从10%上升到40%(数据gydF4y2Ba1 (b)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba1 (c)gydF4y2Ba)。断裂伸长率的药物/ 40 sor电影相似的药物:5 . gox / 40 sor电影,但杨氏模量,因此引用的刚度与/ 40 sor电影,显然低于任何glyoxal-crosslinked电影。gydF4y2Ba

储能模量(E′)的电影在50% RH降低(图gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)和损耗模量(E′′)显示峰值(表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)随着温度指示gydF4y2BaαgydF4y2Ba—放松(玻璃化转变,gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba)。消除厚度变化的影响的电影和误差的测量、图E′gydF4y2Ba2gydF4y2Ba归一化1 GPa,解释为马修et al。gydF4y2Ba28gydF4y2Ba]。E′稳步提高和降低gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba低的山梨糖醇含量增加。电影只有不到30%山梨糖醇在室温下处于玻璃态。玻璃化转变是检测甚至在电影没有山梨糖醇(83°C),由于水的增塑作用。电影在50% RH的水分吸收(图10 - 12%gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。乙二醛交联的影响也清楚地看到,随着gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba参考药物/ 40 sor电影9°C低于药物:5 . gox / 40 sor电影。gydF4y2Ba

3.4。水吸附gydF4y2Ba

与乙二醛交联的药物降低了水分吸收电影含有40%山梨糖醇在40 - 90% RH(图gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。在园艺学会从10%降至50%,水分吸收电影随山梨糖醇含量增加而降低。在更高,从70%提高到90%,效果是相反的,山梨糖醇的加入增加了水分吸收的电影。gydF4y2Ba

3.5。渗透率属性gydF4y2Ba

水汽传输速率(WVTR)和水蒸气渗透率(冻)是在两个不同的条件,确定了RH区别内在和外在的电影在这两种情况下的约50%。0/54% RH梯度,冻值最低的是决定药物:5 . gox / 20琼,药物:5 . gox / 30法师,和药物:5 . gox / 40 sor电影(表gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。的冻unplasticized电影显然高于含有山梨糖醇的电影。药物的冻:5 . gox / 10 sor和药物/ 40 sor电影略高于glyoxal-crosslinked电影包含20 - 40%的山梨糖醇。在33/86%的梯度,WVTR冻稳步增长和山梨糖醇含量增加。gydF4y2Ba

氧气传输速率(OTR)测量药物:5 . gox电影重复了几次,但泄漏的电影,没有结果。相比之下,两个复制工程测量sorbitol-plasticized药物:5 . gox / 10 sor和药物:5 . gox / 20 sor电影及工程测量其他的电影都是成功的。考虑到标准偏差,没有伟大的氧渗透性的差异(表(OP)的电影gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。只有药物:5 . gox / 20 sor电影杰出OP,低于其他的电影。gydF4y2Ba

4所示。讨论gydF4y2Ba

药物是潜在的可再生和生物可降解的成膜材料,但需要相当大量的增塑剂,形成凝聚力的电影,和机械性能的高度增塑的与电影相当低。的拉伸试验和DMA,添加5%乙二醛明显加强,加强了与电影。膜组件的大分子流动性减少的乙二醛,如图所示,增加gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba(表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。预计由于形成半缩醛乙二醛和药物之间的纽带链导致的交联与网络,除了药物分子的氢键。还支持一个交联网络的形成,与乙二醛,与纯药物不同,形成凝聚力电影即使没有额外的增塑剂。然而,HPSEC分析水洗脱液没有显示增加的药物样品用乙二醛的摩尔质量。这很可能是由于在水溶液中形成半缩醛键的可逆的性质。不溶性的药物:5 . gox电影在DMSO,纯药物的溶解,表明成功的交联。另一方面,部分药物的溶解度:5 . gox / 20 sor电影在DMSO表明,sorbitol-plasticized电影,半缩醛的联系也可能是乙二醛和山梨糖醇的羟基之间形成羟基的药物。gydF4y2Ba

有趣的是,山梨糖醇用量的影响力学性能的电影并不简单。经典,增加已知量的增塑剂降低抗拉强度和断裂伸长率增加电影(gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba]。然而,与之前研究了瓜尔胶和刺槐豆胶半乳甘露聚糖电影,增加甘油和山梨醇含量从20%到40% (wt. - %的聚合物)的抗拉强度很小的影响电影(gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba]。与电影的观察同样的现象在目前的研究中,抗拉强度的glyoxal-crosslinked电影的山梨糖醇含量,除了药物:5 . gox / 10 sor电影(图gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)。在准备的电影,第一次允许乙二醛与药物4分钟前添加山梨糖醇。尽管如此,我们也不能排除的可能性与山梨糖醇的羟基乙二醛形成半缩醛键以及与药物,这将使一些山梨糖醇增塑剂不那么有效。然而,在5 wt乙二醛用量是恒定的。- %的药物,而山梨糖醇的含量从10%到40%不等。因此,在高度增塑的电影,没有足够的乙二醛与山梨糖醇的反应。与抗拉强度、断裂伸长的结果,杨氏模量,尤其是DMA的确显示出明显的增塑作用的电影与山梨糖醇增加内容(数据gydF4y2Ba1gydF4y2Ba和gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。所有电影的断裂伸长率是相当低,但有一个明显增加的趋势,越来越多的山梨糖醇。杨氏模量的电影下降约200 MPa时40%山梨糖醇存在于glyoxal-crosslinked电影(电影从药物:5气态氧和药物:5 . gox / 40 sor)。此外,DMA表示,包含更多的山梨糖醇的电影不太僵硬,在高温下软化比增塑的电影越少;也就是说,他们的gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba是较低的。抗拉强度低的药物:5 . gox / 10琼是一个有趣的电影result-one难以解释。之前,使用10%的甘油,但不是山梨糖醇,在oat拼阿糖基木聚糖电影被认为引起antiplasticization效应(gydF4y2Ba31日gydF4y2Ba]。增加甘油含量的影响gydF4y2BaβgydF4y2Ba过渡与电影研究还建议antiplasticization介电分析甘油(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。然而,目前的数据不支持antiplasticization理论,根据材料的抗拉强度增加而增加少量的增塑剂(gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

在我们最近的研究中,药物含量低的电影准备增塑剂(甘油)的15% microfibrillated纤维素(MFC) [gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。由于压裂的电影在样品制备过程中,拉伸性能的测量的电影只有不到40%甘油(wt. - %的药物),即使在MFC的存在,并不是成功的英斯特朗拉力试验机使用,成功申请所有研究GGM-glyoxal电影在当下的工作。因此,GGM-MFC复合膜的拉伸试验是使用小样本执行DMA。与目前的研究中,一个常数降低抗拉强度GGM-MFC电影随着增塑剂含量检测(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba]。MFC-reinforced的抗拉强度与电影含有10%甘油作为分析了DMA (34 MPa)高于任何GGM-glyoxal电影在当下研究。然而,glyoxal-crosslinked与电影比MFC-reinforced电影更容易处理,也塑化剂含量较低,其拉伸性能从而可以测量英斯特朗设备使用。gydF4y2Ba

山梨糖醇的水吸附量的影响glyoxal-crosslinked电影依靠RH(图gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。在RHs低于50%,水分吸收电影随山梨糖醇含量增加而降低,而在RHs 70%以上吸附山梨糖醇的加入增加了水。在50% RH,用于拉伸试验和DMA,电影的含水量,因此水的增塑作用,并没有发生显著的变化。以前,药物的添加甘油作为增塑剂gydF4y2Ba13gydF4y2Ba)和淀粉(gydF4y2Ba33gydF4y2Ba)被发现减少电影在低RH的水分吸收,增加高RH。山梨糖醇的影响在glyoxal-crosslinked与电影在当下研究是相似的。因此,考虑甘油和淀粉的Godbillot et al。gydF4y2Ba33gydF4y2Ba),在低RH山梨糖醇可能占领了水吸附网站,而在高RH,亲水山梨糖醇主导全球吸附行为。gydF4y2Ba

水分吸收电影的依赖在RH最有可能冻获得结果的影响,研究了使用两种不同的约50% RH梯度(0/54%和33/86%)(表gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。较低的RH (0/54%) glyoxal-crosslinked电影与20、30、40%山梨糖醇冻低于10%的电影,没有山梨糖醇。相比之下,在RH(33/86%)越高,增加山梨糖醇含量增加了冻。因此,RH更高,高增塑的电影含水量较高,可能会增加更多,导致更快渗透的水分子。交联似乎稍微降低药物的冻电影山梨糖醇在高40% RH。较低的RH,交联冻的电影一半的药物/ 40 sor电影。有趣的是,unplasticized药物:5 . gox电影最高冻的电影研究RH(0/54%)越低,12.0 ggydF4y2Ba·gydF4y2Bamm / (mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba·gydF4y2BadgydF4y2Ba·gydF4y2BakPa),但即使它冻RH 23.5 g的增加而增加gydF4y2Ba·gydF4y2Bamm / (mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba·gydF4y2BadgydF4y2Ba·gydF4y2BakPa);这是低于其他的电影在高RH (33/86%)。OP的那部电影,在RH 50 - 75%完成,没有成功的可能由于小孔在影片中,导致氧气泄漏。这表明unplasticized电影约50% RH的结构不紧凑。在RH 33/86%肿胀发生,有可能阻止针孔。因此,在高RH,含水量增加,电影的肿胀,降低山梨糖醇不存在时,在影响冻发挥最大的作用。OP的结果电影(RH 50 - 75%)是在协议与冻数据低RH(0/54%),山梨糖醇的存在提高了氧障碍电影(表的属性gydF4y2Ba4gydF4y2Ba)。药物:5 . gox / 20 sor电影OP最低,3厘米gydF4y2Ba^3gydF4y2Ba·μgydF4y2Ba米/ (mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba·gydF4y2BadgydF4y2Ba·gydF4y2BakPa),表明此增塑剂内容优化,一方面防止气孔的形成,另一方面不极其增加肿胀。gydF4y2Ba

WVTR数据可以与冻相比,计算考虑的原始厚度的电影(表gydF4y2Ba3gydF4y2Ba)。由于厚度变化的一些复制标本,冻的标准差结果RH 33/86%也有所不同。相比之下,WVTR值的标准差,而相似。这表明厚度的差异并不影响水蒸气通过电影的数量。因此,可以推测的是冻的电影主要是由水的溶解度的电影,而不是扩散率,虽然都可以影响的渗透性质的电影。相应的论证不能做关于氧气渗透机制的基于当前的工程和OP(表的数据gydF4y2Ba4gydF4y2Ba),因为标准差变化同样OTR和OP的结果。gydF4y2Ba

潜在的应用为GGM-based电影可以在包装行业,例如,可降解食品包装。因此,机械强度、灵活性和水分和气体屏障属性是必需的保护包装产品从机械应力和水分迁移和其他挥发物和从外部环境。glyoxal-crosslinked的抗拉强度与电影相媲美,目前许多其他生物或合成材料用于包装(gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。然而,断裂伸长率与电影相比是相当低的材料在商业用途gydF4y2Ba34gydF4y2Ba]。与电影的冻的梯度0/54%相似或低于其他多糖-蛋白质的电影,但高于聚乙烯薄膜(gydF4y2Ba35gydF4y2Ba),并进一步RH的增加而增加。我们以前讨论过我们的结果与OP的电影与电影相比其他甘露聚糖和淀粉,商业电影含有乙烯乙烯醇与聚乙烯层两侧(gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]。那些,以及我们目前的结果,支持声明GGM-based电影作为氧气阻隔材料的潜力,虽然只在增塑剂的存在。尽管药物与乙二醛交联,研究了电影仍将可生物降解。正如前面所讨论的,形成半缩醛键是可逆的,也就是说,最有可能打破在水或潮湿的环境中,之后的组件是由天然微生物常规进一步退化。gydF4y2Ba

5。结论gydF4y2Ba

与5%乙二醛交联药物导致加强聚合物网络和电影与更高的抗拉强度,杨氏模量,储能模量(E′)和玻璃化转变温度(gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba)比uncrosslinked sorbitol-plasticized电影。glyoxal-crosslinked电影可以做好准备,学习与不同数量的山梨糖醇增塑剂和即使没有使用多元醇增塑剂,这不是成功的从单纯的药物。山梨糖醇含量增加的影响被认为是断裂伸长率增加,含水率高RH和杨氏模量下降gydF4y2BaTgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba电影,但有趣的是抗拉强度不降低添加山梨糖醇。在低RH,山梨糖醇的加入改善了水蒸气屏障性质的电影,但是,在高RH,冻山梨糖醇含量的增加而增加。山梨糖醇的存在与电影中是必要的,以获得氧气阻隔材料。云杉药物是有前途的可再生聚合物和一个潜在的林业行业的副产品。在目前的研究中,他们显示第一次生产独立电影的存在一个合适的交联剂。GGM-based可生物降解的电影对未来各种应用程序的性能可以进一步定制通过优化交联和塑化剂的类型和内容。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

Forestcluster有限公司的未来生物炼油厂项目和芬兰资助机构技术和创新(tek)感激地承认他们的金融支持,连同Leena Pitkanen HPSEC分析(赫尔辛基大学)。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

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