以Hailwood-Horrobin平衡水分模型分析聚葡萄糖吸潮机理

为解释聚葡萄糖的吸潮性能,改进包装材料,在20～35 ℃和平衡相对湿度(ERH)10％～90％范围内,测定了初始含水率(IMC)1.01％～4.89％的5个国产样品(a1～a5)的水分吸附与解吸等温线.吸附和解吸等温线均是S型曲线,在ERH小于80％时,解吸等温线与吸附等温线之间存在滞后现象,样品初始含水率越低,滞后现象越显著.由于聚葡萄糖是无定形相态的粉末,我们假定聚葡萄糖水分吸附过程是蒸汽相态、液体相态(多分子层吸附)及固体溶液(单分子层吸附)之间存在的平衡,按照Hailwood-Horrobin(HH)模型把S型吸附等温线去卷积为单分子层(Mh)和多分子层成分(Md),吸附和解吸多分子层水含量随ERH增加呈现S型曲线增加,解吸单分子层含水率随ERH增加保持不变,而吸附单分子层含水率随ERH增加对a1～a4样品(IMC 4.87％～2.35％)缓慢增加,对a5样品(IMC 1.01％)几乎线性减少.随着样品初始含水率降低,吸附位点聚合物分子量对a1样品最大,对a5样品最小.尽管红外光谱扫描显示a5样品羟基(3 416 cm-1)和无定形结构官能团(1 027cm-1)的强度最小,但是a5样品的吸潮率最大.说明不同工艺加工的聚葡萄糖样品含水率越低,吸附单分子层水含量随ERH增加几乎线性减少,但是吸附多分子层含水量随ERH增加是S型增加,吸潮率和吸湿量增大.