甲基纖維素對乙酰化納米纖維素凝膠化行為的影響

耿延訓，褚彩玲，徐化能

(江南大學 食品學院，江蘇 無錫 214122)

1 前 言

納米纖維素纖維(cellulose nanofibrils，CNF)是天然纖維素經化學水解、機械處理得到的一種納米材料，其直徑通常在 3～15 nm、長度可達幾百納米[1]。CNF水分散(或懸浮)液在較低質量分數下即會形成凝膠，主要歸因于其較高的長徑比和多層次自組裝結構[2]。纖維質量分數、溫度和離子強度等都是影響CNF凝膠性能的重要因素[3-5]。CNF表面帶有一定量的負電荷，因此考察離子強度變化對CNF凝膠微觀結構與流變性質的影響已引起廣泛重視[6-7]。研究表明，鹽離子對表面電荷的屏蔽作用能促使CNF發生快速聚集，從而顯著提高其凝膠的儲能模量與損耗模量，但是這種作用效果會致使凝膠抵抗外力的能力變差，表現在流變性能上就是線性黏彈區間應變值變小[8-9]。

為滿足人們對優良凝膠性能的需求，常用的方法是對 CNF進行表面修飾來改善其聚集和凝膠性質[10-13]。乙酰化改性作為一種簡單化學修飾方法是指用乙酰基來部分取代纖維表面的羥基[14-15]，其在CNF表面功能化上具有獨特優勢。此外，CNF可與其他聚合物復合形成相互纏繞的網絡結構[16-18]，該方法不僅能保留CNF凝膠性能，而且能提高凝膠體系的穩定性與機械性能。甲基纖維素(methylcellulose，MC)是一種不帶電荷的水溶性纖維素衍生物，作為增稠劑被廣泛應用。MC分子鏈結構簡單，在水溶液中以無規則的線團形式存在[19]，這也使得MC成為制備復合凝膠的理想材料。當MC溶解于水時，其分子鏈的纏結程度會隨著MC濃度和相對分子質量的增加而增加；……