壳聚糖纤维

三、壳聚糖纤维的生产技术
图3 湿法纺丝制备壳聚糖纤维工艺流程
三、壳聚糖纤维的生产技术
纺丝之前，先将壳聚糖溶解在适当的溶剂中，配成一定浓度和黏 度的纺丝原液。目前，多使用醋酸溶解壳聚糖，醋酸的浓度一般在 2%～5%。
在配制纺丝原液过程中需要搅拌，经过过滤除杂、真空脱泡，然 后用计量泵将纺丝原液输送到纺丝帽。经纺丝帽喷出的纺丝液浸入到 凝固浴中进行双扩散，固化生成初生纤维。通常凝固液主要采用NaOH 的水溶液。
二、甲壳素和壳聚糖的制备技术
1、甲Βιβλιοθήκη Baidu素的提取
尽管许多甲壳类动物都含有甲壳素，但从虾、蟹壳中提取更为方 便。虾、蟹壳主要由三种物质构成：以碳酸钙为主的无机盐、蛋白质 和甲壳素。
从虾蟹壳中提取甲壳素的流程如下：先将虾蟹壳洗净、晒干，加 入4%-6%的盐酸，常温下浸泡24h，使其中的无机盐转化为氯化钙而溶 解分离，将脱钙后的甲壳用水洗涤干净后加入10%的NaOH溶液中煮沸 6h，以去除蛋白质得到甲壳素的粗产品。将甲壳素粗产品加入到0.5% 的KMnO4溶液中搅拌并浸泡1h后水洗至中性，然后在800C ，10%的草 酸溶液中搅拌1h，使其脱色，再水洗、干燥得到较高纯度的甲壳素。
初生纤维并不稳定，需要通过拉伸作用来增加纤维的取向度， 提高大分子间的排列规整程度。
三、壳聚糖纤维的生产技术
同时壳聚糖具有良好的生物相容性、生物活性和生物可降解性。
一、壳聚糖纤维的性质
2、壳聚糖纤维
壳聚糖是线性高分子，分子上无庞大恻基基团，分子之间的氢键作 用强，取向度高，具有较好的成纤性，因此是一种良好的成纤原料。壳 聚糖纤维不仅具有纤维素的基本作用，而且从分子结构的氨基基团出发， 可以获得比纤维素更为丰富的物质和用途。
蟹壳
除蛋白质
磨碎
脱钙
过滤
2% NaOH
亚硫酸
甲壳素
干燥
水洗
图2 国外生产甲壳素流程
二、甲壳素和壳聚糖的制备技术
甲壳素/壳聚糖除了存在于虾蟹壳中，还广泛存在于蛹及昆虫等 动物外壳以及藻类、菌类的细胞壁中。
目前国内已有从蝇蛆壳、蚕蛹壳、蝉蜕、柠檬酸发酵渣、掸子虫、 黑曲霉、丝状真菌、雅致放射毛霉、鲁氏毛霉、米根霉等中提取甲壳 素和壳聚糖的技术和报道，这些方法为提取甲壳素和壳聚糖提供了更 丰富的途径。
20世纪70年代以后，壳聚糖的研究重心逐渐从欧美转移到日本。 与国外相比，我国开始研究甲壳素和壳聚糖纤维制品的起步较晚，直 到1952年才开始研究甲壳素的生产和利用。1990年后，我国有众多的 高校和科研机构纷纷投入到壳聚糖纤维的研究和开发中来。例如， 1991年东华大学成功研发出甲壳素医用缝合线，并申请了发明专利。
二、甲壳素和壳聚糖的制备技术
虾蟹壳
洗涤
晒干
脱钙
4%-6% HCl
洗涤 10% NaOH
甲壳素
洗涤、干燥
脱色
洗涤
脱蛋白
0.5% KMnO4 80OC,10% 草酸
图1 甲壳素的制备工艺流程
二、甲壳素和壳聚糖的制备技术
与国内相比，国外生产甲壳素的方法主要是以蟹壳为原料，用 2%NaOH溶液在70℃先提取蟹壳中的蛋白质，然后用过量的亚硫酸除去 甲壳中的钙以获得甲壳素。该方法主要在于回收再利用亚硫酸，以降 低成本。
壳聚糖纤维对蛋白质有高度的亲和性和良好的透气性，对人体无毒， 具有优异的抗菌特性，对各种真菌、细菌有较好的抗菌防臭效果，同时 还具有止血促愈、缓解伤口疼痛、减少疤痕等优异性能。
一、壳聚糖纤维的性质
作为一种生物质再生纤维，壳聚糖纤维已有八十多年的开发历程。 早在1926年人们就考虑到了用甲壳素作为纤维原料。1942年，美国研 究者就首先成功合成了壳聚糖纤维，但由于当时的研究不太深入，壳 聚糖纤维的诸多生物特性未被发现，因而未引起人们的重视。
二、甲壳素和壳聚糖的制备技术
2、壳聚糖的制备
常用壳聚糖是以甲壳素为原料，通常在100～180℃，40%～60%的 NaOH溶液中进行脱乙酰反应得到壳聚糖。生产壳聚糖的技术关键在于 脱乙酰度、时间和温度的控制。温度过高、时间过长均会影响产品色 泽和黏度。
与此同时，许多科学工作者正在尝试新的制备方法。宋宝珍等人 利用微波间歇法在800W的微波功率下成功得到脱乙酰度为94.5%、黏 均分子质量为1.48×106的壳聚糖粉末。
壳聚糖纤维及其制备技术的进展
讲解人：板栗王子
一、壳聚糖纤维的性质
1、壳聚糖的基本性质
壳聚糖，又称甲壳胺，是甲壳素的N-脱乙酰基的产物，是自然界中 的唯一多糖,广泛存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及藻类、菌类的细 胞壁中。地球上每年甲壳素的生物合成量仅次于纤维素，达到数十亿吨。
由于原料及生产方法的差异，其相对分子质量从几万到几百万不等。 一般而言，N-乙酰基脱去55%以上就可以称之为壳聚糖，这种脱乙酰度的壳 聚糖能溶于1%乙酸或1%盐酸。
目前，工业中使用的壳聚糖的脱乙酰度必须在70%以上才算合格。
一、壳聚糖纤维的性质
壳聚糖不溶于水，可溶于洗的有机酸及硝酸、盐酸、高氯酸等无 机酸稀溶液。壳聚糖大分子链上含有羟基、氨基，可以通过引入其他 官能团进行化学改性，比如进行酰化、醚化、烷基化、酸酯化、磺化、 卤化、硝化、络合、水解和接枝共聚等化学反应，也可使用共混的方 法提高其成型加工性和溶解性，从而制备出新的材料，使其应用范围 更为广泛。
三、壳聚糖纤维的生产技术
由于壳聚糖可在合适的溶剂中溶解成具有一定浓度、黏度和良好 稳定性的溶液，具有良好的可纺性，目前国内外生产壳聚糖纤维的方 法大致有交联法、混入法、涂层法可莱比昂法、湿法纺丝、干法纺丝、 液晶纺丝、静电纺丝等。
三、壳聚糖纤维的生产技术
目前纺制壳聚糖纤维较普遍采用的的方法是湿法纺丝。其主要过 程是将壳聚糖溶解在合适的溶剂中配成一定浓度的纺丝原液，经过过 滤脱泡，通过加压使纺丝原液从喷丝头的小孔中呈细流状喷入凝固浴 槽中，在凝固浴中凝固成固态纤维，再经拉伸、后处理、干燥等工序 即可得到壳聚糖纤维。其工艺路线一般分为两大类： A、壳聚糖→溶解→纺丝原液→过滤→脱泡→计量→纺丝→一浴→拉 伸→二浴→定型→后处理→干燥→纤维 B、壳聚糖→改性处理→溶解→纺丝原液→过滤→脱泡→计量→纺丝 →凝固→拉伸→定型→后处理→干燥→纤维