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殼聚糖纖維是以殼聚糖為主要原料，在適當(dāng)?shù)娜軇┲袑⑵淙芙猓渲瞥梢欢舛鹊哪z體紡絲原液，再經(jīng)噴絲、凝固成形、拉伸等工藝，制備成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的高分子功能陛材料。早在1942年，美國就首先研制成功殼聚糖纖維，由于當(dāng)時對殼聚糖纖維的特陛研究不太深入，尤其是殼聚糖纖維的抗菌陛未被發(fā)現(xiàn)，因而未被人們接受。20世紀(jì)80年代，日本開展殼聚糖和甲殼素及其衍生物纖維的研究，到90年代初期，日本的富士紡織株式會社實(shí)現(xiàn)了殼聚糖纖維的工業(yè)化生產(chǎn)，我國自90年代中期才真正開始對殼聚糖纖維制備及其功能性進(jìn)行廣泛研究。殼聚糖纖維的生物相容性，廣譜抗菌性、生物可降解性等特殊功能，已為人們所關(guān)注。

一、殼聚糖纖維的制備

1、工藝流程

蝦殼—殼聚糖—溶解—紡絲原液—過濾—脫泡—噴絲—凝固—拉伸—淋洗—干燥—切斷—成品

2、主要工藝過程

將殼聚糖溶解于2%-5%稀乙酸溶液中，適當(dāng)添加0.5%～1%尿素、0.2%-0.4%乙酸鋅等助劑制備成含1%一5%殼聚糖的紡絲原液，將過濾、真空脫氣后的紡絲原液，經(jīng)直徑為0.10mm～]112111噴絲頭噴入5%——10%NaOH溶液中使其凝固，再經(jīng)1.3-3倍拉伸、洗滌，在張力狀態(tài)下干80℃干燥o.5h制備而成。

二。殼聚糖纖維的主要性能與特性

1、機(jī)械強(qiáng)度

機(jī)械強(qiáng)度是衡量纖維品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。殼聚糖是2—氨基—2—脫氧葡萄糖單體通過9—(1，4)糖甙連接起來的直鏈多糖，其分子量通常達(dá)100萬以上，經(jīng)溶解、凝固、拉伸制備成分子排列規(guī)則，結(jié)構(gòu)緊密的殼聚糖纖維，其干強(qiáng)一般為0.97-2.73cN.dtex-1，濕強(qiáng)為0.35—1.23cN.dtex-1

2、伸長率

纖維伸長率通常采用斷裂伸長率表示，纖維伸長率愈大，表示纖維抵抗外力破壞的能力愈強(qiáng)，殼聚糖纖維的伸長率一般干伸S—l 4(%)、濕伸6～1 2(%)。

3、吸濕性

纖維吸濕性的強(qiáng)弱與纖維分子中親水性基團(tuán)的數(shù)量、纖維結(jié)構(gòu)的微孔性及纖維之間的飽合性有關(guān)。殼聚糖纖維因其大分子結(jié)構(gòu)中含有大量的親水性基團(tuán)，同時又是通過濕法紡絲而成，分子間形成了許多微孔結(jié)構(gòu)，致使纖維具有很好的透氣性和保水率，一股保水率在130%以上。

4、廣譜抗菌性

殼聚糖具有廣譜抗菌性。自[979年Allan提出殼聚糖的抗菌性以來，其抗菌性和抗菌機(jī)理一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)，盡管對其抗菌機(jī)理尚有爭議，然其抗菌性能已是一個公認(rèn)的事實(shí)。

5，牛物相容性和可降解性

殼聚糖作為低等動物組織中的纖維成分，從大分子結(jié)構(gòu)上來看，它們既相似于植物組織中的纖維素結(jié)構(gòu)，又與高等動物組織中的膠原質(zhì)結(jié)構(gòu)相類似。因此它們不但與人體有著極好的生物相容性，同時又可被生物體內(nèi)的溶解酶分解成糖原蛋白為人體吸收。

6、安全性

殼聚糖經(jīng)急性毒性、亞急性毒性、慢性毒性、Am田試驗(yàn)、染色體畸形試驗(yàn)、胚胎毒性和致畸胎試驗(yàn)、骨髓細(xì)胞微核試驗(yàn)等一系列毒理學(xué)試驗(yàn)，研究表明殼聚糖對人體無毒。

三，影響殼聚糖纖維強(qiáng)伸度的主要因素

殼聚糖纖維的強(qiáng)伸度(強(qiáng)度、伸長率)主要取決于殼聚糖分子量的大小，脫乙酰度及分子取向度。分子量大小則取決于原料的質(zhì)量及脫乙酰反應(yīng)。而分子取向度不僅取決于殼聚糖的濃度、凝固劑的類型及濃度，而且還取決于拉伸倍率和拉伸取向效果。

1、原料質(zhì)量

原料的質(zhì)量是制備分子量大、高脫乙酰殼聚糖的基礎(chǔ)。因此，消化前必須將蝦殼肉質(zhì)、污物等雜質(zhì)去除，用水洗凈I原料短期內(nèi)不加工，經(jīng)除雜后曬干貯藏。不能用發(fā)酵、腐敗、變質(zhì)的蝦殼提取的殼聚糖作為原料。

2，殼聚糖的制備

殼聚糖制備過程中脫鈣、脫脂、脫蛋白必須徹底，必要時還需要采用高錳酸鉀—草酸法進(jìn)行脫色處理。否則制備紡絲原液不透明，易發(fā)生凍膠現(xiàn)象，造成過濾困難，甚至堵塞濾孔。制備高脫乙酰度的殼聚糖時，可在濃堿液中加入苯硫酚或硼氫化鈉，或在惰性氣體N：保護(hù)下進(jìn)行脫乙酰化反應(yīng)此外，及時通過溶解—沉淀處理法清理中間產(chǎn)物，增加反應(yīng)次數(shù)，能有效地提高殼聚糖的脫乙酰化度，減少殼聚糖的降解。

3、紡絲原液的制備

(1)溶劑及其濃度的選擇

目前，多采用稀乙酸溶解殼聚糖，乙酸濃度一般控制在20/Q一5%之間，濃度的增加，雖然有利于殼聚糖的溶解，但會造成凝固浴中NaOH溶液濃度不足，同時導(dǎo)致殼聚糖部分降解而影響纖維的性能。