改性條件對凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料力學性能的影響

胡 盛，楊 眉，周紅艷，楊 艷，田大聽1,，張升暉1,

（1.湖北民族學院 生物資源保護與利用湖北省重點實驗室，湖北 恩施 445000；

2.湖北民族學院化學與環境工程學院，湖北 恩施 445000；3.武漢理工大學 材料復合新技術國家重點實驗室，湖北 武漢 430070；4.中國地質大學 納米礦物材料及應用教育部工程研究中心，湖北 武漢 430074）

改性條件對凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料力學性能的影響

胡 盛1,2,3，楊 眉4，周紅艷2，楊 艷2，田大聽1,2，張升暉1,2

（1.湖北民族學院 生物資源保護與利用湖北省重點實驗室，湖北 恩施 445000；

2.湖北民族學院化學與環境工程學院，湖北 恩施 445000；3.武漢理工大學 材料復合新技術國家重點實驗室，湖北 武漢 430070；4.中國地質大學 納米礦物材料及應用教育部工程研究中心，湖北 武漢 430074）

以魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM）為基體，用硅烷偶聯劑KH-570（γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷）對凹凸棒石改性后，采用溶液共混法制備改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料。探討改性凹凸棒石用量、KH-570用量、改性時間和改性溫度對復合材料力學性能的影響。力學性能測試結果表明：魔芋葡甘聚糖和改性凹凸棒石共混明顯改善了復合材料的力學性能。當改性凹凸棒石用量為魔芋葡甘聚糖用量的6%（質量分數，下同）、KH-570用量為凹凸棒石用量的2%、改性時間為35 min、改性溫度為60 ℃時，改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料的綜合力學性能最好。傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform-infrared spectra，FT-IR）和掃描電子顯微鏡（scanning electron microscopy，SEM）測試分析結果表明：復合材料中魔芋葡甘聚糖和改性凹凸棒石之間存在強烈的相互作用和良好的相容性。

魔芋葡甘聚糖；凹凸棒石；改性；復合材料

魔芋是一種資源豐富、可再生的天然高分子材料，其主要成分為魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，KGM），由D-葡萄糖和D-甘露糖按物質的量比約2∶3，以β-1,4糖苷鍵連接而成。KGM在醫藥衛生、食品等領域具有很高的應用價值[1-2]，尤其是其優良的成膜性和生物降解性已成為國內外魔芋研究的熱點之一[3-10]。隨著全球石油資源日益匱乏、白色污染日趨加重，人們越來越重視對可再生資源的開發[11-12]。然而純魔芋葡甘聚糖膜強度低的缺點限制了其應用，學者在魔芋葡甘聚糖與天然高分子材料復合制備方面做了大量的工作[3,7,9]，已成功制備了魔芋葡甘聚糖/殼聚糖復合材料[3]、魔芋葡甘聚糖/凝膠多糖復合材料[7]，雖然兩種高分子材料的羥基通過氫鍵結合提高了材料的力學性能，但仍不能滿足包裝材料的要求。近年來，通過有機材料與無機材料的共混耦合作用[13-19]，可達到優勢互補、協同增效，進而產生許多優異的性能[15-16]。例如Shen Shangyue等[14]采用乳液共混共凝法制備了凹凸棒石/天然橡膠復合材料，提高了橡膠的力學性能；Shen Liang等[16]制備了凹凸棒石/尼龍-6復合材料，并探討了其結構與性能的關系，研究發現凹凸棒石提高了復合材料的力學性能。本課題組在前期研究中已成功制備了魔芋葡甘聚糖/銀納米復合材料[13]和魔芋葡甘聚糖/凹凸棒石納米復合材料[17]，賦予了復合材料新的性能。雖然凹凸棒石為天然一維納米材料，其表面含有大量的極性羥基和負電荷，可與魔芋葡甘聚糖發生相互作用，提高復合材料的力學性能[17]，但無機凹凸棒石與魔芋葡甘聚糖的親和性不強、相容性不好，蘇瑞彩等[20]采用硅烷偶聯劑KH-570成功對SiO2進行了改性；姚超等[21-22]采用硅烷偶聯劑KH-570（γ-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷）和LM-N308（正辛基三乙氧基硅）分別對SiO2和凹凸棒石進行了改性；杜玉龍等[23]通過硅烷偶聯劑KH-570對凹凸棒石進行改性后與三元乙丙橡膠復合，提高了復合材料的力學性能。如能對具有高長徑比、高比表面積的棒狀納米凹凸棒石進行有機化改性，增強其與魔芋葡甘聚糖的親和能力，并使其均勻分散于魔芋葡甘聚糖基體中，則可顯著提升復合材料的力學性能和熱穩定性能[18]，可為魔芋葡甘聚糖在食品領域中的應用開辟新途徑。

為充分發揮武陵山區盛產魔芋的優勢并提高其經濟附加值，本研究以恩施魔芋葡甘聚糖為基體，用KH-570對凹凸棒石進行有機化改性后，采用溶液共混法制備改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料，利用正交試驗探討改性凹凸棒石用量、KH-570用量、改性時間和改性溫度對復合材料力學性能的影響，并通過傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform-infrared spectra，FT-IR）和掃描電子顯微鏡（scanning electron microscopy，SEM）對復合材料的結構進行表征，為魔芋葡甘聚糖作為食品包裝材料的進一步應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

KGM 湖北省恩施州宏業魔芋有限責任公司；KH-570 國藥集團化學試劑有限公司；凹凸棒石高黏原礦由江蘇省淮源礦業有限公司提供，主要雜質為石英，提純凹凸棒石的化學組成見表1[17]。

表1 提純凹凸棒石的化學組成Table 1 Chemical composition of purified attapulgite clay

1.2 儀器與設備

79HW-1恒溫磁力攪拌器 江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司；GZX-9023MBE數顯鼓風干燥箱 上海博訊實業有限公司；KD-2型萬能電子拉力試驗機 深圳凱強利試驗儀器有限公司；STA449c/3/型同步熱分析儀德國Netzsch公司；Avatar370型Fourier變換紅外光譜儀美國熱電尼高力儀器公司；JSM-6510型掃描電子顯微鏡日本JEOL公司。

1.3 方法

1.3.1 復合材料的制備

稱取一定質量的提純凹凸棒石粉體，放入燒杯中，加入二次蒸餾水，超聲分散一段時間后形成懸浮液[17]，加入少量KH-570，在一定溫度條件下進行電動攪拌后得到改性凹凸棒石[14]。稱取一定量的KGM粉末，加入去離子水，電動攪拌使KGM在其中完全溶解，將上述得到的改性凹凸棒石與之混合、快速攪拌均勻，形成乳白色的復合溶膠，去除氣泡，流延于玻璃平板（40 mm×15 mm）上，在50 ℃條件下恒溫真空干燥24 h，揭膜，即得到改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料，將材料放置于干燥器中（溫度25 ℃、相對濕度50%），24 h后測定復合材料的性能。

1.3.2 力學性能測定

依據GB/T 13022—1991《塑料 薄膜拉伸性能試驗方法》，將復合材料沖切成啞鈴型試樣，在萬能電子拉力試驗機上進行拉伸性能測試，拉伸速率為10 mm/min。拉伸強度和斷裂伸長率值從試驗機上讀取。

1.3.3 微觀形貌分析

將復合材料表面鍍金后，利用JSM-6510型掃描電子顯微鏡觀察材料表面微觀形態，加速電壓20.0 kV。

1.3.4 復合材料的相互作用測定

用Avatar370型傅里葉變換紅外光譜儀分析復合材料中各組分的相互作用，波數范圍：4 000～500 cm－1。

1.3.5 熱穩定性能測定

利用STA449c/3/G型同步熱分析儀測定材料的熱穩定性，測試條件：升溫速率為10 K/min，氣氛：空氣，溫度范圍：50～600 ℃。

2 結果與分析

2.1 改性條件對復合材料性能的影響

2.1.1 改性條件對復合材料力學性能的影響

采用溶液共混法制備改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料的過程中，影響復合材料力學性能的因素很多，尤其是凹凸棒石的有機化改性條件（凹凸棒石改性劑KH-570用量、改性時間和改性溫度）。采用正交試驗設計探討改性凹凸棒石用量（以魔芋葡甘聚糖用量的質量分數計）、改性劑KH-570用量（以凹凸棒石用量的質量分數計）、改性時間和凹凸棒石改性溫度對復合材料拉伸強度和斷裂伸長率的影響，試驗設計方案及結果見表2。

表2 正交試驗方案及結果Table 2 Orthogonal array design with experimental results of mechanical

由表2極差值可知，KH-570用量對復合材料力學性能的影響最顯著，復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率均隨著KH-570用量的增加先增加后減少，當KH-570用量為凹凸棒石用量的2.0%時，復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率最大。在對凹凸棒石進行改性時，硅烷偶聯劑Y—R—Si(OCH3)3中的—Si(OCH3)3首先水解成硅醇，然后再與凹凸棒石表面的羥基反應，形成化學鍵。同時，KH-570各分子的硅醇之間也相互締合，形成網狀的膜覆蓋在顆粒表面，使凹凸棒石的表面有機化[19]，增加了其與魔芋葡甘聚糖的相容性和結合能力，但是化學鍵的作用能力大于締合作用，故當KH-570過量時（大于2.0%），凹凸棒石表面硅醇的締合程度增加[20-22]，改性凹凸棒石與魔芋葡甘聚糖之間相互作用程度降低，從而使復合材料的力學性能下降。故當改性劑KH-570用量為凹凸棒石用量的2.0%時，復合材料的綜合力學性能最佳。隨著改性時間的延長，復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率均先減少后增加（表2），當改性時間為35 min時，復合材料的綜合力學性能較好，從產業化角度考慮，改性時間越短，工業生產成本越低，故選取改性時間為35 min。隨著改性溫度的升高，復合材料的拉伸強度先增加后減少，當改性溫度為60 ℃時，復合材料的拉伸強度最大，這是因為水解生成硅醇的反應受溫度影響較大，當溫度高于60 ℃時，KH-570水解生成硅醇的反應減少，發生部分分解，故用KH-570對凹凸棒石進行改性時溫度控制為60 ℃較好。

由于改性凹凸棒石用量對復合材料的拉伸強度影響波動起伏較大，故在明確凹凸棒石較佳的有機化改性條件下，再進行后續實驗進一步探討改性凹凸棒石用量對復合材料力學性能的影響。

2.1.2 改性條件對凹凸棒石FT-IR圖譜的影響

圖1 凹凸棒石改性前后的FT-IR圖譜Fig.1 Fourier transform infrared spectra of attapulgite and modified attapulgite

圖1為凹凸棒石原礦以及改性劑KH-570用量為凹凸棒石用量的2.0%、改性時間為35 min、改性溫度為60 ℃條件下改性凹凸棒石的紅外光譜圖。由圖1可知，經過KH-570改性后的凹凸棒石在2 924 cm－1和2 853 cm－1處出現了新的吸收峰，這是KH-570中C—H對稱和非對稱伸縮振動峰[20-24]，說明凹凸棒石表面已經結合了有機基團，實現了凹凸棒石有機化改性[20,22]。

2.1.3 改性條件對凹凸棒石熱穩定性能的影響

圖2 凹凸棒石原礦和改性凹凸棒石的TG曲線Fig.2 Thermogravimetric analysis of attapulgite and modified attapulgite

圖2為凹凸棒石原礦以及改性劑KH-570用量為凹凸棒石用量的2.0%、改性時間為35 min、改性溫度為60 ℃條件下改性凹凸棒石的熱重（thermogravimetric，TG）曲線。由圖2可知，在凹凸棒石TG圖中出現了4 個失水臺階：1）在120 ℃時，屬于凹凸棒石吸附水的脫出；2）在260 ℃時，為結晶水失去；3）在470 ℃時，脫去剩余結晶水；4）凹凸棒石在加熱到600 ℃以上時，屬于結構水的脫出。凹凸棒石在260 ℃之前的質量損失主要為其表面吸附水的減少，凹凸棒石原礦的質量損失率為8.01%，改性凹凸棒石的質量損失率為7.04%，說明凹凸棒石經過改性后，其疏水性增強[22]。600 ℃時，改性凹凸棒石的質量損失率為14.61%，比凹凸棒石原礦的質量損失率（10.59%）高，原因是在260～600 ℃范圍內，改性凹凸棒石的質量損失不僅是由于結晶水和結合水的脫去造成，而且還由于其表面有機物的燃燒分解所致[23]。

綜上分析，當改性劑KH-570用量為凹凸棒石用量的2.0%、改性時間為35 min、改性溫度為60 ℃時，復合材料的綜合力學性能較好。在明確了凹凸棒石較佳的有機化改性條件基礎上，下面將進一步探討改性凹凸棒石用量對復合材料力學性能的影響。

2.2 改性凹凸棒石用量對復合材料力學性能的影響

圖3 改性凹凸棒石用量對復合材料力學性能的影響Fig.3 Effect of modified attapulgite amount on mechanical properties of composites

圖3為改性劑KH-570用量為凹凸棒石用量的2.0%、改性時間為35 min、改性溫度為60 ℃時，不同改性凹凸棒石用量對復合材料力學性能的影響。由圖3可知，隨著改性凹凸棒石用量的增加，改性凹凸棒石插入在魔芋葡甘聚糖基體中，阻止了分子鏈旋轉與運動，從而提高了復合材料的拉伸強度。復合材料的拉伸強度先增加后減少，復合材料的斷裂伸長率先減小后增加然后又減小。當改性凹凸棒石用量為魔芋葡甘聚糖用量的6%時，復合材料的綜合力學性能最好，拉伸強度為28.86 MPa，斷裂伸長率為5.43%，原因是改性凹凸棒石用量過多時（大于6%），凹凸棒石可能出現部分團聚[18,23]，使得復合材料的力學性能下降[17-18]。本實驗的數據表明，經過KH-570改性的凹凸棒石能提高復合材料的強度和韌性，比本課題組前期用季銨鹽改性凹凸棒石制備的改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料[18]的力學性能有所提高，原因是KH-570水解產生的硅醇除了與凹凸棒石反應之外，還能與魔芋葡甘聚糖發生強烈的氫鍵作用，從而提高了復合材料的力學性能。

2.3 改性凹凸棒石用量對復合材料FT-IR圖譜的影響

圖4 改性凹凸棒石用量對復合材料FT-IR圖譜的影響Fig.4 Effect of modified attapulgite amount on Fourier transform infrared spectra of composites

圖4顯示了改性劑KH-570用量為凹凸棒石用量的2.0%、改性時間為35 min、改性溫度為60 ℃時，不同改性凹凸棒石用量對復合材料FT-IR光譜圖的影響。由圖4可知，在KGM的FT-IR圖中，3 390 cm-1左右為多糖類的締合O—H的伸縮振動[24-26]，隨著改性凹凸棒石用量的增加，位于3 390 cm-1左右的O—H伸縮振動的吸收峰逐漸變寬，這是因為凹凸棒石在3 500 cm-1左右羥基的吸收帶與KGM在此區域的吸收峰發生疊合；此外，經過KH-570改性后的凹凸棒石表面含有大量的硅醇，能與KGM分子中的—OH發生強烈相互作用[17,19]，從而提高了復合材料的力學性能。

綜合以上分析可知，當改性凹凸棒石用量為魔芋葡甘聚糖用量的6%、改性劑KH-570用量為凹凸棒石用量的2.0%、改性時間為35 min、改性溫度為60 ℃時，所制備的改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料的力學性能最好，拉伸強度為28.86 MPa，斷裂伸長率為5.43%。

2.4 復合材料的SEM分析

圖5 復合材料的SEM圖Fig.5 Scanning electron microscope (SEM) photographs of composites

圖5為凹凸棒石用量為魔芋葡甘聚糖用量6%時，所制備的凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料（圖5a）和上述最佳改性條件下制備的改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料（圖5b）的SEM圖。由圖5可知，改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料形貌光滑、致密，改性凹凸棒石已插入在魔芋葡甘聚糖基體中并分散較均勻[17-18,23]，結合圖4的分析結果，可知改性凹凸棒石與魔芋葡甘聚糖具有良好的相容性。

2.5 復合材料的熱穩定性能

圖6 復合材料的熱重分析曲線Fig.6 Thermogravimetric analysis of composites

圖6為凹凸棒石用量為魔芋葡甘聚糖用量6%時，所制備的凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料和最佳改性條件下制備的改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料的熱重分析曲線圖。由圖6可知，與凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料相比，改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料的熱重曲線向高溫方向偏移，且在600 ℃的質量殘留率較高。導致這些變化的主要原因是在KGM基體中均勻分散的改性凹凸棒石對KGM分子鏈的活動限制作用比未改性凹凸棒石明顯，使改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料在受熱分解時具有更高的分解溫度，從而提高了復合材料的熱穩定性。

3 結 論

本實驗采用溶液共混法成功制備了改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料，力學性能測試結果表明，當改性凹凸棒石用量為魔芋葡甘聚糖用量的6%、改性劑KH-570用量為凹凸棒石用量的2.0%、改性時間為35 min和改性溫度為60 ℃時，制備的改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖復合材料的綜合力學性能最好，拉伸強度為28.86 MPa、斷裂伸長率為5.43%。FT-IR和SEM分析表明，改性凹凸棒石插入在魔芋葡甘聚糖基體中并分散均勻，經過KH-570改性后的凹凸棒石與魔芋葡甘聚糖間的相互作用增強，且具有良好的相容性，復合材料光滑且致密，說明改性凹凸棒石能進一步提高復合材料的力學性能和熱穩定性。在此研究基礎上有望開發一種魔芋葡甘聚糖食品包裝材料。

[1] ZHOU Bing, WANG Ying, LI Bu, et al. Preparation and characterization of konjac glucomannan-based cation exchange resin[J]. Carbohydrate Polymers, 2012, 87: 1877-1880.

[2] LI Jing, JI Jie, XIA Jun, et al. Preparation of konjac glucomannanbased superabsorbent polymers by frontal polymerization[J]. Carbohydrate Polymers, 2012, 87: 757-763.

[3] LIN Wenhai, LI Qin, ZHU Tianrong. New chitosan/konjac glucomannan blending membrane for application in pervaporation dehydration of caprolactam solution[J]. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 2012, 18: 934-940.

[4] TATIRAT O, CHAROENREIN S. Physicochemical properties of konjac glucomannan extracted from konjac flour by a simple centrifugation process[J]. LWT-Food Science and Technology, 2011, 44: 2059-2063.

[5] LIU Jing, ZHANG Liangke, HU Wenjing, et al. Preparation of konjac glucomannan-based pulsatile capsule for colonic drug delivery system and its evaluation in vitro and in vivo[J]. Carbohydrate Polymers, 2012, 87: 377-382.

[6] TOBIN J T, FITZSIMONS S M, CHAURIN V, et al. Thermodynamic incompatibility between denatured whey protein and konjac glucomannan[J]. Food Hydrocolloids, 2012, 27: 201-207.

[7] WU Chunhua, PENG Shuhui, WEN Chengrong, et al. Structural characterization and properties of konjac glucomannan/curdlan blend films[J]. Carbohydrate Polymers, 2012, 89: 497-503.

[8] 李彥軍, 高艷娟, 王勇, 等. 魔芋葡甘露聚糖-TiO2復合薄膜的性能表征及保鮮特性分析[J]. 食品科學, 2014, 35(12): 238-242. doi: 10.7506/spkx1002-6630-201412049.

[9] 嚴恒, 郭國寧, 程艷, 等. 魔芋葡甘聚糖及其衍生物保濕性能研究[J].食品科學, 2011, 32(3): 46-50.

[10] LIU Changhua, CHEN Yanqing, CHEN Jianguang. Synthesis and characteristics of pH-sensitive semi-interpenetrating polymer network hydrogels based on konjac glucomannan and poly (aspartic acid) for in vitro drug delivery[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 79: 500-506.

[11] ZU Yuangang, ZHANG Ying, ZHAO Xiuhua, et al. Preparation and characterization of chitosan-polyvinyl alcohol blend hydrogels for the controlled release of nano-insulin[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2012, 50: 82-87.

[12] KUMAR H M P N, PRABHAKAR M N, PRASAD C V, et al. Compatibility studies of chitosan/PVA blend in 2% aqueous acetic acid solution at 30℃[J]. Carbohydrate Polymers, 2010, 82: 251-255.

[13] TIAN Dating, HU Weibing, ZHEN Zheng, et al. Study on insitu synthesis of konjac glucomannan/silver nanocomposites via photochemical reduction[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2006, 100: 1323-1327.

[14] SHEN Shangyue, YANG Mei, RAN Songlin, et al. Preparation and properties of natural rubber/palygorskite composites by co-coagulation rubber latex and clay aqueous suspension[J]. Journal of Polymer Research, 2006, 13(6): 469-473.

[15] MA Xiaoyan, QU Xuanhai, ZHANG Qilu, et al. Analysis of interfacial action of rectorite/thermoplastic polyurethane nanocomposites by inverse gas chromatography and molecular simulation[J]. Polymer, 2008, 49(16): 3590-3600.

[16] SHEN Liang, LIN Yijian, DU Qiangguo, et al. Studies on structureproperty relationship of polyamide-6/attapulgite nanocomposites[J]. Composites Science and Technology, 2006, 66: 2242-2248.

[17] 胡盛, 胡衛兵, 田大聽, 等. 魔芋葡甘聚糖/凹凸棒石納米復合材料的制備及性能[J]. 硅酸鹽學報, 2012, 40(1): 154-159.

[18] 文學, 田大聽, 胡盛, 等. 凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖納米復合材料的制備及性能[J]. 塑料工業, 2012, 40(2): 60-63.

[19] ZHENG Hua, ZHANG Yong, PENG Zonglin, et al. Influence of clay modification on the structure and mechanical properties of EPDM/montmorillonite nanocomposites[J]. Polymer Testing, 2004, 23: 217-223.

[20] 蘇瑞彩, 李文芳, 彭繼華, 等. 硅烷偶聯劑KH570對納米SiO2的表面改性及其分散穩定性[J]. 化工進展, 2009, 28(9): 1596-1599.

[21] 姚超, 高國生, 林西平, 等. 硅烷偶聯劑對納米SiO2表面改性的研究[J].無機材料學報, 2006, 21(2): 315-320.

[22] 姚超, 李錦春, 丁永紅, 等. 納米凹凸棒石表面硅烷偶聯劑改性研究[J].非金屬礦, 2007, 30(6): 1-2.

[23] 杜玉龍, 湯慶國, 王菲, 等. 協同改性凹凸棒石對補強三元乙丙橡膠性能的影響[J]. 硅酸鹽學報, 2013, 41(1): 71-75.

[24] ZHANG Fengying, ZHOU Yuming, SUN Yanqing, et al. Preparation and characterization of chitosan/konjac glucomannan/ CdS nanocomposite film with low infrared emissivity[J]. Materials Research Bulletin, 2010, 45: 859-862.

[25] WANG Lufeng, DUAN Jiacai, MIAO Wenhua, et al. Adsorption: desorption properties and characterization of crosslinked konjac glucomannan-graft-polyacrylamide-co-sodium xanthate[J]. Journal of Hazardous Materials, 2011, 186: 1681-1686.

[26] HUANG Yun, MA Xiaoyan, LIANG Guozheng, et al. Analysis of the interaction using FTIR within the components of OREC composite GPE based on the synthesized copolymer matrix of P (MMA-MAh)[J]. Polymer, 2008, 49(8): 2085-2094.

Influence of Modification Conditions for Attapulgite on Properties of Modified Attapulgite-Konjac Glucomannan Composites

HU Sheng1,2,3, YANG Mei4, ZHOU Hongyan2, YANG Yan2, TIAN Dating1,2, ZHANG Shenghui1,2
(1. Key Laboratory of Biological Resources Protection and Utilization of Hubei Province, Hubei University for Nationalities, Enshi 445000, China; 2. School of Chemical and Environment Engineering, Hubei University for Nationalities, Enshi 445000, China; 3. State Key Laboratory of Advanced Technology for Materials Synthesis and Processing, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China; 4. Engineering Research Center of Nano-Geomaterials of Ministry of Education, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China)

Attapulgite (AT) modified with KH-570 was dispersed into konjac glucomannan (KGM) matrix to obtain modified AT-KGM composites through a blending method. Effects of modified attapulgite amount, modifying agent KH-570 amount, modification time and modification temperature on the properties of composites were investigated. The mechanical properties of the modified AT-KGM composites were noticeably improved by combining modified AT with KGM and optimized by incorporating 6% (by weight) of the attapulgite modified with 2% (by weight) KH-570 at 60 ℃ for 35 min to KGM. KGM composites with native or modified AT were characterized by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). The results indicated that the FT-IR characteristic peaks of the modified AT-KGM composite was observed, and the mechanical performance of composites was improved due to the strong interaction between konjac glucomannan and modified attapulgite.

konjac glucomannan; attapulgite; modification; composites

TS255.3

A

1002-6630（2015）21-0085-05

10.7506/spkx1002-6630-201521017

2014-12-18

湖北省教育廳科學技術研究計劃青年人才項目（Q20141905）

胡盛（1983—），男，講師，博士研究生，研究方向為復合材料。E-mail：cailiaoxue007@126.com