糖类熔体的脆性研究

论文摘要

糖类是生命体内一种不可缺少的能源类物质,它广泛存在于大自然中,在食品及医药卫生保健领域具有广泛的应用。本文以小分子糖类物质及蜂蜜为研究对象,系统研究了过热熔体脆性在非金属领域的拓展应用和它与非晶形成能力的关系,并对过热熔体脆性的物理本质及其与过冷液体脆性的关系进行了初步探究。利用旋转式黏度仪测量了三种小分子糖类物质及蜂蜜和蜂蜜-水混合物的熔体黏度,结合差式扫描量热分析（DSC）、热重分析（TG）等实验方法,计算了它们的过热熔体脆性M值。分别发现,在小分子糖类物质体系,蜂蜜-水和水-蜂蜜体系中,随着M值的增大,糖类熔体的玻璃形成能力（GFA）逐渐减小。结果表明在同一体系中,M可以用来预测糖类物质的非晶形成能力。将不同糖类体系的M值进行比较,发现不同的体系,M和非晶形成能力并没有很好的对应关系。测量了名义含水量为0%-60%蜂蜜-水混合物30℃-70℃的黏度值,并结合DSC热力学数据,计算了加热和冷却两个过程的过热熔体脆性值MH和MC。结果发现黏度和流动激活能都随着水含量的增加而减小,同时MH和MC在单一的体系里,都可以作为衡量玻璃形成能力的指标。定义B=MC/MH,它与蜂蜜-水混合物体系中含水量呈现正比例关系。用氧化铝（A1203）,石墨（C）,氧化钇（Y203）三种不用的坩埚和两种不同的转子石墨（C）和氧化铝（A1203）测量蜂蜜的黏度。从实验结果中发现,坩埚和转子的尺寸和粗糙度对黏度测量值都有影响,粗糙度起到更主要的影响作用。用旋转式黏度测量仪测量了小分子糖类熔体从过冷到过热区间的黏度,分别计算了过热熔体脆性和过冷液体脆性。我们发现,对于整个糖类体系,过热熔体脆性和过冷液体脆性都可以用来表征熔体的玻璃形成能力,分别于玻璃形成能力呈负的线性关系。在单一的糖类体系里,过热熔体脆性和过冷液体脆性呈现正比例关系,比例系数和熔体本身的特征温度有关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 本文的创新与主要贡献
• 第一章 绪论
• 1.1 黏度
• 1.1.1 液体黏度的概念
• 1.1.2 黏度的实质
• 1.2 糖类熔体的黏度及玻璃形成能力
• 1.2.1 糖类熔体的玻璃转变与黏度研究
• 1.2.2 玻璃形成能力的常用判据
• 1.3 脆性
• 1.3.1 过冷液体脆性
• 1.3.2 过热熔体脆性
• 1.4 玻璃态糖的性能及应用
• 1.5 本文研究目的及主要内容
• 参考文献
• 第二章 实验研究方法与实验设备
• 2.1 研究方案及技术路线
• 2.2 引言
• 2.3 实验材料的选择
• 2.4 研究方法
• 2.4.1 差示扫描量热分析（DSC）
• 2.4.2 热重分析（TG）
• 2.4.3 熔体黏度的测量
• 2.4.4 白光干涉仪
• 参考文献
• 第三章 粗糙度对黏度测量的影响
• 3.1 引言
• 3.2 粗糙度对黏度测量的影响
• 3.3 蜂蜜的牛顿流体流变特性
• 3.4 本章结论
• 参考文献
• 第四章 蜂蜜和水混合物的黏度及过热熔体脆性
• 4.1 引言
• 4.2 蜂蜜和水的黏度
• 4.3 蜂蜜-水混合物的玻璃形成能力与过热熔体脆性
• 4.4 蜂蜜质量控制指标
• 4.5 本章结论
• 参考文献
• 第五章 小分子糖类物质的过热熔体脆性与过冷液体脆性
• 5.1 引言
• 5.2 小分子糖类的玻璃形成能力
• 5.3 小分子糖类黏度
• 5.4 小分子糖类的过热熔体脆性与过冷液体脆性的关系
• 5.5 结论
• 参考文献
• 第六章 全文总结及展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 尚待进一步解决的问题
• 致谢
• 附录
• 学位论文评阅及答辩情况表