甲壳素纤维-何丽云.doc

甲壳素纤维甲壳素是地球上存量极为丰富的一种自然资源,甲壳素纤维是近几年人们开发的一种新的纤维品种。甲壳素纤维具有抑菌、消炎、止血、促进组织生长等功效,是一种具有良好环保和服用性能的绿色纤维。甲壳素广泛存在于低等植物菌类、藻类的细胞,节肢动物虾、蟹、蝇蛆和昆虫的外壳,贝类、软体动物的外壳和软骨,高等植物的细胞壁中,生物合成的资源量高达每年100亿吨,是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源,其中海洋生物的生成量在每年10亿吨以上。用甲壳素纤维制成的医用敷料,可以使肉芽新生,促进伤口愈合。临床上具有镇痛、止血的功效。当植入生物体内或覆盖在创伤表面,引起的生物组织反应小,且可被组织中的酶降解。此外,。一、甲壳素的化学结构及性能甲壳素又名甲壳质,是聚乙酰胺基葡萄糖即聚(1,4)-2-乙酰胺基-2-脱氧-β-D-葡萄糖,其化学结构和纤维素类似(如图1),可以看作是纤维素分子中碳2位上的羟基(-OH)被乙酰胺基(-NHCOCH2)或胺基(-NH2)取代后的产物。因此,甲壳素是一种特殊的大然、无毒的纤维素。甲壳素几乎是以小片状或粉状存在,由于分子内、分子间极强的氢键作用,甲壳素呈紧密的晶态结构,只溶于吡咯烷酮-LiCl,六氟异丙酮等少数有机溶剂中,而难溶于水、稀无机酸碱和其他一般有机溶剂[1]。二、甲壳素、壳聚糖的制备过程1、提纯自然界中的甲壳质都不是以纯粹的形式存在,需要经过一些方法、工艺来提取[2]:壳聚糖的生产是以甲壳素为原料,在浓碱的条件下,脱除甲壳素大部分的乙酰基,即可得到壳聚糖产品。其生产工艺路线如下。2、纤维制备将甲壳素纺制成甲壳素纤维的方法很多,下面简要介绍3种。方法1:日本木船泓尔提出的方法是将甲壳素在室温下溶解,溶剂采用含有氯化锂的二甲基乙酰胺溶液,其比例为m(LiCl)∶m(DMAC)=1∶20。甲壳素质量分数为3%,经过滤脱泡后即得透明粘稠的纺丝液。纺丝凝固浴用异丙醇,凝固后的纤维用无离子水充分洗净,干燥后即得甲壳素纤维。方法2:日本公开特许公报昭60259123介绍了仓桥五男等采用的制备壳聚糖纤维的方法,是在搅拌中把壳聚糖溶解在由5%醋酸溶液和1%尿素组成的混合液中,经过滤脱泡后得到质量分数为315%、粘度为1152Pa·s的纺丝溶液。,180孔的喷丝头,将纺丝浆液挤压到室温的凝固浴中。凝固浴采用不同浓度的氢氧化钠与乙醇的混合液,凝固的纤维用温水洗涤,拉伸1125倍后卷绕,在张力状态下,在80℃,即得壳聚糖纤维。方法3:首先将甲壳素或壳聚糖溶解在合适的溶剂中,配置成有一定浓度的纺丝溶液,经过滤脱泡后,用压力把原液从喷丝头的小孔中喷入凝固浴中,成细流状的原液在凝固浴中凝固成固态纤维,再经拉伸、洗涤和干燥等后处理,即得到甲壳素或壳聚糖纤维。利用甲壳素或壳聚糖制造纤维的工艺方法还有很多,但其主要原理、操作过程是相似的,只是在溶剂及凝固浴的选择、溶解、纺丝及后处理工艺等方面进行不同的调整而已。其工艺路线一般为2类。以上2种工艺路线,后者制得的纤维强力比前者高1倍,其他性能变化不大。甲壳素或壳聚糖纺丝的工艺流程见图2。3、甲壳素或甲壳胺纤维在服装领域的应用目前,甲壳素和甲壳胺纤维已经以许多不同的方式被应用在纺织服装领域。采用的方法大致有交联法、涂层法、湿法纺丝法、共混纺丝法、