不同取代度羧甲基纤维素的柠檬酸-马铃薯淀粉交联改性：理化特性与结构表征的深度解析

本文系统研究了不同取代度（DS）的羧甲基纤维素（CMC）经柠檬酸（CA）-马铃薯淀粉（PS）交联改性后的理化特性与结构变化。结果表明，交联显著提升了CMC的吸水性能（高达156.67 g·g?1）、流变学特性及粘度，并通过FT-IR、SEM、XRD等证实了稳定大分子聚合物的形成。高DS的CMC经改性后结构更稳定，但过量DS会削弱分子间作用力，为食品工业中CMC的精准改性提供了重要理论依据。

　　

Highlight

Materials (材料)

羧甲基纤维素（CMC）（II型：DS = 1.2，分子量 = 250,000 Da；III型：DS = 0.9，分子量 = 250,000 Da；IV型：DS = 0.7，分子量 = 250,000 Da）购自上海麦克林生化科技有限公司；马铃薯淀粉（PS）（分子量 = 1 × 10⁶ Da，直链淀粉含量 = 20%）购自深圳市嘉和旭日贸易有限公司；柠檬酸（CA）（分子量 = 192.12）购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

Preparation of cross-linked CMC (交联CMC的制备)

准确称取2 g CK-II/III/IV（不同DS的未改性CMC）和0.8 g PS，置于...

Water absorption ratio (吸水率)

如图1A所示，CK/CM-II/III/IV的吸水能力与其取代度（DS）和交联改性有关。就交联改性而言，与CK-II/III/IV相比，CM-II/III/IV的吸水能力显著增强。这一现象可归因于亲水基团（羟基和羧基）的引入，促进了CMC、PS和CA之间的分子间相互作用，从而形成了大分子聚合物。此外，改性后CMC的溶胀行为也发生了改变，使其能够吸收并保持更多的水分子。值得注意的是，高DS的CMC样品（CM-II）表现出最优异的吸水性能。

Conclusion (结论)

总而言之，本文探讨了CK/CM-II/III/IV在理化和结构特性上的差异。与CK-II/III/IV相比，CM-II/III/IV具有优异的吸水能力、粘度和流变学性能，其中CM-IV的吸水能力高达156.67 g·g^?1，展现了卓越的吸水性能和比率。粒径、TGA（热重分析）、FT-IR（傅里叶变换红外光谱）和SEM（扫描电子显微镜）的结果表明，CM-II/III/IV通过交联形成了结构稳定的大分子聚合物。高DS的CMC经改性后，其分子间作用力得到增强，形成了更稳定的网络结构。