甲殼素纖維與殼聚糖纖維（紡織材料課件）

甲殼質(zhì)纖維與殼聚糖纖維甲殼質(zhì)與殼聚糖的制備03概述01甲殼質(zhì)與殼聚糖的結(jié)構(gòu)02目錄甲殼質(zhì)與殼聚糖纖維的成形04甲殼質(zhì)與殼聚糖纖維的成形纖維的結(jié)構(gòu)與性能05纖維的應(yīng)用0601概述甲殼質(zhì)是由蝦、蟹、昆蟲的外殼及菌類、藻類的細(xì)胞壁中提煉出的一種天然生物高聚物。殼聚糖是甲殼質(zhì)經(jīng)濃堿處理后脫去乙?；漠a(chǎn)物。甲殼質(zhì)與殼聚糖甲殼質(zhì)纖維和殼聚糖纖維是用甲殼質(zhì)或殼聚糖溶液紡制而成的纖維，是繼纖維素纖維之后的又一以種天然高聚物為原料的纖維。應(yīng)用領(lǐng)域我國早在《神農(nóng)本草經(jīng)》、《本草綱目》、《食療本草》等古文獻(xiàn)中，都明確記載甲殼質(zhì)具有攻毒、散風(fēng)活血、通脈消腫、止血生機(jī)等功能。醫(yī)療衛(wèi)生生物制藥農(nóng)林漁業(yè)紡織輕工化工環(huán)保食品化妝應(yīng)用凝聚劑、重金屬離子吸收劑、涂料、分離膜、粘合劑、吸附劑、生化酶載體、纖維人工透析膜、人造皮膚、可吸收手術(shù)縫合線、抗菌劑、藥物緩釋劑、止血棉、抗凝血劑殺蟲劑、土壤改良劑、促進(jìn)劑增稠劑、蓬松劑、食品添加劑、生化水處理劑、保健食品、保鮮劑保濕劑、香煙濾嘴、抗靜電劑、成膜劑、接觸鏡片、化妝品02甲殼質(zhì)與殼聚糖的結(jié)構(gòu)甲殼質(zhì)又稱甲殼素、殼質(zhì)、幾丁質(zhì)，是一種帶正電荷的天然多糖高聚物。它是由2-乙酰胺基-2-脫氧-D-葡萄糖通過β(1-4)糖甙連接起來的直鏈多糖，它的化學(xué)名稱是(1-4)-2-乙酰胺基-2-脫氧-β-D-葡聚糖，或簡稱聚乙酰胺基葡糖。甲殼質(zhì)分子結(jié)構(gòu)式殼聚糖分子結(jié)構(gòu)式纖維素分子結(jié)構(gòu)式殼聚糖是甲殼質(zhì)大分子脫去乙?；漠a(chǎn)物，故又稱脫乙酰甲殼質(zhì)、可溶性甲殼質(zhì)、甲殼胺。它的化學(xué)名稱是(1-4)-2-脫氧-β-D-葡聚糖，或簡稱聚氨基葡糖。經(jīng)計算殼聚糖的理論含氮量為8.7%，而目前殼聚糖成品的含氮量僅在７%左右，說明產(chǎn)品殼聚糖分子中尚有相當(dāng)一部分乙?；疵摮ぞ厶堑囊阴６纫话憧捎眉讱べ|(zhì)分子中脫除乙?；逆湽?jié)數(shù)占總鏈節(jié)數(shù)的百分?jǐn)?shù)來表示。凡是脫乙酰度在70％以上時即稱殼聚糖。正是由于殼聚糖大分子中大量氨基的存在，才使殼聚糖的溶解性能大為改善，化學(xué)性質(zhì)也較活潑。03甲殼質(zhì)與殼聚糖的制備從蝦、蟹殼中提取甲殼質(zhì)。蝦、蟹殼主要由三種物質(zhì)組成，即以碳酸鈣為主的無機(jī)鹽、蛋白質(zhì)和甲殼質(zhì)，另外，還有痕量的蝦紅素或蝦青素等色素。蝦、蟹殼中甲殼質(zhì)的含量一般為15％一25％，從蝦蟹殼制備甲殼質(zhì)主要由兩部分工藝組成：第一步用稀鹽酸脫除碳酸鈣；

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02第二步用熱稀堿脫除蛋白質(zhì)，再經(jīng)脫色處理便可得甲殼質(zhì)。甲殼質(zhì)再用濃堿處理脫去乙?；?，即得殼聚糖。

甲殼質(zhì)與殼聚糖的制備工藝流程根據(jù)需要可加工成不同粘度的產(chǎn)品粘度可用于污水處理、重金屬沉降等。用于印染紡織，可改變織物洗滌性，減少縐縮率，增強(qiáng)可染性；用于合成纖維，可增強(qiáng)抗電性。另可作固色劑、滑潤劑、膠著劑等。用于食品、飲料添加劑、美容化妝品、彩色電影膠片等。高粘度(>1000CPS)中粘度(100--200CPS)低粘度(25--50CPS)04甲殼質(zhì)與殼聚糖纖維的成形目前較普遍采用的紡制甲殼質(zhì)或殼聚糖纖維的方法是濕法紡絲法。把甲殼質(zhì)或殼聚糖先溶解在合適的溶劑中配制成一定濃度的紡絲原液，經(jīng)過濾脫泡后，用壓力把原液從噴絲頭的小孔中呈現(xiàn)細(xì)流狀噴入凝固浴槽中，在凝固浴中凝固成固態(tài)纖維，再經(jīng)拉伸、洗滌、干燥等后處理就得到甲殼質(zhì)或殼聚糖纖維。日本K．Koji等報導(dǎo)的甲殼質(zhì)纖維生產(chǎn)工藝3份甲殼質(zhì)粉溶解在5℃的50份三氯乙酸和50份二氯甲烷的混合溶劑中配成甲殼質(zhì)紡絲漿液。用1480目不銹鋼網(wǎng)過濾，再抽真空脫泡。紡絲時第一凝固浴用14℃丙酮，噴絲頭孔徑為0.08mm,孔數(shù)為48孔，紡絲速度10m／min。在噴絲頭前的輸漿管用循環(huán)熱水加熱，以保證甲殼質(zhì)紡絲漿液的溫度為20℃凝固后的絲條通過輸送帶使纖維在無張力狀態(tài)下引入第二凝固浴(15℃甲醇)，處理時間為5min。9m／min的速度卷繞。繞好的纖維浸在0.3g／LKOH的水溶液中中和lh，用無離子水洗至中性，干燥后即得甲殼質(zhì)纖維。中和、水洗干燥卷繞第二凝固浴紡絲成形過濾、脫泡原液制備1.溶解釜2.過濾器3.中間桶4.貯漿桶5.計量泵6.過濾器7.噴絲頭8.凝固浴9.受絲輥10.拉伸浴11.拉伸輥12.洗滌浴13.卷繞輥

甲殼質(zhì)與殼聚糖紡絲工藝流程圖05纖維的結(jié)構(gòu)與性能純甲殼質(zhì)和純殼聚糖都是白色或灰白色半透明的片狀或粉狀固體，無味、無臭、無毒性，殼聚糖略帶珍珠光澤。生物體中甲殼質(zhì)的相對分子質(zhì)量為100萬-200萬，經(jīng)提取后甲殼質(zhì)的相對分子質(zhì)量約30萬-70萬，由甲殼質(zhì)制取殼聚糖的相對分子質(zhì)量則更低。約20萬-50萬。生產(chǎn)中甲殼質(zhì)與殼聚糖相對分子質(zhì)量的大小一般用它們粘度高低的數(shù)值來表示。外觀、色澤及相對分子質(zhì)量甲殼素和殼聚糖纖維呈白色或灰白色半透明狀，無味、無臭、無毒性，殼聚糖纖維略帶珍珠光澤?；瘜W(xué)性質(zhì)在一定的條件下，甲殼質(zhì)與殼聚糖都能發(fā)生水解、烷基化、?；?、羧甲基化、磺化、硝化、鹵化、氧化、還原、縮合、絡(luò)合等化學(xué)反應(yīng)，從而生成各種具有不同性能的甲殼質(zhì)衍生物，擴(kuò)大了甲殼質(zhì)的應(yīng)用范圍。甲殼質(zhì)和殼聚糖纖維的質(zhì)量指標(biāo)品種線密度（tex）強(qiáng)度(cN/dtex)伸長(%)打結(jié)強(qiáng)度(cN/dtex)干強(qiáng)濕強(qiáng)干伸濕伸甲殼質(zhì)纖維0.17~0.440.97~2.200.35~0.974~83~60.44~114殼聚糖纖維0.17~0.440.97~2.730.35~1.238~146~120.44~1.32甲殼質(zhì)醫(yī)用縫合線物理指標(biāo)規(guī)格代號直徑(mm)斷裂強(qiáng)力(cN)打結(jié)斷裂強(qiáng)力(cN)3/00.07+0.014≥250≥12510.15+0.030≥600≥30040.21+0.021≥900≥45050.24+0.024≥1200≥60070.27+0.027≥1400≥70006應(yīng)用甲殼質(zhì)與殼聚糖纖維可紡制成長絲或短纖維兩大類。長絲主要用于捻制或編織成可吸收醫(yī)用縫合線，切成一定長度的短纖維，經(jīng)開松、梳理、紡紗、織布制成各種規(guī)格的醫(yī)用紗布。將開松的甲殼質(zhì)或殼聚糖短纖維經(jīng)梳理加工成網(wǎng)，再經(jīng)疊網(wǎng)