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Preparation of single or double-network
chitosan/poly(vinyl alcohol) gel films
through selectively cross-linking method
Songmiao Liang a, Linshu Liu b, Qingrong Huang a, Kit L. Yama,*
a Department of Food Science, Rutgers University, 65 Dudley Road, New Brunswick, NJ 08901, USA
b Eastern Regional Research Center, United States Department of Agriculture, 600 East Mermaid Lane,
Wyndmoor, PA 19038, USA
授課教授：陳澄河
學
生：馬怡嫺
民國九十九年十二月二十二日
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前言

過去幾十年來，Chitosan和PVA的混合物，已被廣
泛地使用，此外，提高Chitosan/PVA薄膜的機械
性質已成為一項重要策略。

根據研究報導指出，由於Chitosan和PVA能與一些
交聯劑很好地交聯，這些交聯劑如硼酸、三聚磷
酸鹽和戊二醛，可與Chitosan/PVA薄膜由非共價
鍵或共價鍵形成交聯結構。
2
前言

PVA具有良好的成膜性質、高親水性和良好的化
學穩定性 ，還具有生物相容性、無毒等優點。

Chitosan是多醣類的高分子，且具有較高的細胞生
長能力、無毒及生物可降解性。

本實驗利用Chitosan/PVA和硼酸、 三聚磷酸鹽及
硼酸/三聚磷酸鹽分別交聯產生單/雙層結構。
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材料





1. Chitosan(去乙醯度為98%, Mw = 330 kDa)
2. Poly(vinyl alcohol) (水解度為98%,Mn =
61,000)
3. Glycerol
4. Borate
交聯劑
5. tripolyphosphate
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實驗方法
取24 g之PVA加入276 ml的去離
子水中，加熱至90 ℃，得到8.0
wt%的高分子水溶液。(保持在
室溫24h)
4g之Chitosan加至118ml,1.0 wt%之醋酸中，
得到2 wt%的Chitosan水溶液。
使用前，需用離心機把雜質去除。
取10 g之PVA水溶液混合40 g之Chitosan水溶液，再
加入0.92 g之甘油，製備成膜。
放置每一個培養皿內，控制厚度為5.0 mm，再放置乾燥器2天，
控制濕度為40 ℃，並保存在乾燥器乾燥等待下一個實驗。平均
厚度的薄膜是0.15 ± 0.03 mm。
5
單/雙層網狀結構

把前一步驟所製備的膜，分別浸泡在1.0 wt%
borate、1.0 wt% tripolyphosphate、1.0 wt%
borate/tripolyphosphate solution。

經過處理後的膜，先放置再40 ℃的乾燥爐，
等待下一個測試。

未交聯的Chitosan/PVA膜，稱CP-n。分別浸
泡在硼酸、 三聚磷酸鹽和硼酸/三聚磷酸鹽，
稱為CP-b, CP-t , CP-tb。
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化學式
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交聯機制
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水氣透過係數(WVP)
把樣品放置乾燥器裡
中，條件為室溫、濕
度為90%
 要精測到0.0001g,每樣
品藥秤七次，每5小時
秤一次。
 膜厚取八個點平均，
此厚度為L。
 利用線性回歸分析，
重量隨著時間增加之
變化曲線，此斜率為K
值。

A：膜的面積 ，∆P：2850.95 Pa
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水氣透過係數
是因為雙層結構比較致密，導致
水分子不容易出入
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應力-應變曲線圖
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表面粗糙度
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15
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結論
1.
利用硼酸與 PVA之間的氫鍵作用、三聚磷酸鹽和
Chitosan之間強大的靜電作用，成功的研發單、
雙網狀結構。
2.
根據結果顯示雙層網狀結構可以有效地改善薄膜
的機械強度 ，拉伸強度最高可達60.9 MPa。
3.
這種交聯處理，粒子大小和粒子聚集的形態上會
有很大的差異。
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結論
4. 本實驗成功地研究出單/雙層網狀結構和生
物高分子共混的薄膜。這種有選擇性的方法，
所表現出來的特點，簡單，高效率和可控制
性。
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