脉冲放电等离子体技术是一种具有广阔前景的高级氧化技术,通过形成大量的活性物质(例如:·OH、·O、H2O2、水合电子等),进行氧化降解。研究表明,脉冲放电等离子体技术对壳聚糖具有显著降解作用。但是,国内外学者强调了·OH的降解作用,却忽略了其他活性物质的作用。此外,壳聚糖可控降解作为目前行业急需解决的瓶颈问题,也被国内外学者大量研究。不同种类的自由基屏蔽剂(叔丁醇、苯醌、MnO2、磷酸二氢钠)可以与对应活性物质(·OH、·O、H2O2、水合电子)反应,从而起到调控对应自由基浓度的作用。因此,本论文分析不同种类自由基屏蔽剂对壳聚糖特性黏度、流变行为、结构表征的影响规律,并通过分析不同活性物质对壳聚糖的降解作用,阐明脉冲放电等离子体对壳聚糖的降解作用机理,为探讨脉冲放电等离子体可控降解壳聚糖提供试验基础依据。试验结果如下:(1)以特性黏度为指标,进行不同自由基屏蔽剂对壳聚糖降解效果影响研究,试验结果表明,各活性物质屏蔽剂对壳聚糖降解效果均具有降低作用。确定最适自由基清除浓度为:叔丁醇210 mmol/L、苯醌12 mmol/L、磷酸二氢钠24 mmol/L、MnO2 91 mmol/L。(2)制备不同自由基屏蔽剂浓度条件下的壳聚糖降解产物,以剪切速率-表观黏度和角频率-模量的相互关系为指标,研究不同自由基屏蔽剂对壳聚糖流变行为的影响,试验结果表明:对于稳态流变测试,添加自由基屏蔽剂,壳聚糖降解产物的表观黏度显著降低。并且,随着屏蔽剂浓度、角频率增大而减小,牛顿平台被显著破坏,呈现了剪切稀释现象。对于动态流变测试,添加自由基屏蔽剂,壳聚糖降解产物的储能模量降低,但下降趋势不明显;壳聚糖降解产物的损耗模量降低,且屏蔽剂浓度与损耗模量呈正相关关系;随着屏蔽剂浓度降低,壳聚糖降解产物损耗正切角(tanδ)的下降趋势越剧烈,越快的接近tanδ<1的区域内。(3)制备不同自由基屏蔽剂浓度条件下的壳聚糖降解产物,对降解产物进行紫外光谱、红外光谱、核磁共振氢谱及X射线衍射分析,试验结果表明,添加自由基屏蔽剂,没有破坏壳聚糖主要特征结构;壳聚糖的GlcN残基的氨基减弱、结晶结构破坏程度与屏蔽剂浓度成负相关关系;壳聚糖分子链上的氨基被屏蔽剂基团接枝。MnO2和苯醌对壳聚糖的抑制作用优于叔丁醇,磷酸二氢钠的抑制作用最小。(4)以特性黏度为指标,在最适自由基屏蔽剂浓度条件下,进行自由基屏蔽剂对壳聚糖降解效果影响程度研究,试验结果表明,H2O2、·O、·OH均具有显著的降解作用,各活性物质的作用顺序为:H2O2>·O>·OH>水合电子。综上所述,体系中各活性物质(·OH,·O,H2O2和水合电子)均对壳聚糖的降解效果起到一定作用,并且通过加入自由基屏蔽剂来控制降解是可行的。