1：A Review on Chitin and Chitosan Polymers: Structure,Chemistry, Solubility, Derivatives, and Applications
Zargar V, Asghari M, Dashti A. A Review on Chitin and Chitosan Polymers: Structure, Chemistry, Solubility, Derivatives, and Applications[J]. ChemBioEng Reviews, 2015.
甲壳素具有三种形态结构：αβγ三种。三种结构的区别在于层层之间的重叠方式不同。对于α结构的甲壳素纤维结构，首先由多条N乙酰聚葡糖胺分子链同向聚集成胶束状，各个胶束分子则再采取反平行结构相互通过氢键作用聚集，即胶束与胶束之间分子链方向相反。而β结构则采用平行结构相互作用聚集。对于γ则采用三条胶束聚集成正-反-正或者反-正-反的形式。将α结构的甲壳素纤维用20%的NAOH溶液简单处理再水洗即可转变为β结构，而将β结构甲壳素纤维通过蒸汽热处理则可变为α结构，但是会导致分子束径向收缩。
甲壳素并不是100%的乙酰化，乙酰化超过90%。在甲壳素提取过程中会发生去乙酰化作用，因此其去乙酰化的得到的氨基基团占5~15%。壳聚糖则是将α甲壳素在40~50%浓度的碱溶液下在100-160℃作用几个小时后去乙酰化的产物。得到的壳聚糖去乙酰化程度DD达0.95.反复重复上诉去乙酰化作用可以使得甲壳素百分百去乙酰化。
壳聚糖性质：
●含有大量N元素的线性葡聚糖胺分子
●由D-葡糖胺聚集而成结构刚性，高结晶性，高亲水性
●弱碱性，去质子化的氨基基团具有很强的亲核性能，等电点在6.3左右
●分子之间能够通过氢键左右作用，粘度高
●具有羟基氨基等活波基团，易引起分子交联及化学反应
●不溶于水及有机溶剂，溶于稀酸溶液
●与有机酸或者无机酸通过氨基形成盐键
●具有螯合配位络合性质
●具有离子导电性
●在酸性PH下成导电聚合物电解质
●阳离子型时具有高的点密度，因为一个葡糖胺分子形成一个阳离子
●可作为絮凝剂，与带阴离子的分子相互作用
●具有包裹截留吸附性能，能用于过滤及分离
●能形成薄膜，吸附分离生物分子
●具有生物相容性等生物学性质
生物粘附性
生物活性
无毒性
生物可降解性
可吸附性
抗菌性（真菌、细菌、病毒）
抗酸性，抗溃疡，抗肿瘤性能
止血性能
降血脂性能
传统的方法中利用将亚硝酸在稀释在HCL中去处理壳聚糖分子，能够使壳聚糖解聚成小分子壳聚糖，且产物较均一。
粘度和分子质量之间具有关系：
在利用粘度测定分子质量时，常数K，α与溶剂及聚合物本身的性质有关，溶剂应该选择不与聚合物分子相互作用，聚合物分子能在溶剂中自由溶解的溶剂。据报道称K，α与聚合物的DA乙酰化程度及PH及溶剂的带电性有关。
在利用此种方法时溶剂的选择：可以选择一个标准方法如HPLC测定分子质量作为标准对照，选择出合适的溶剂。
甲壳素壳聚糖溶解性能：
壳聚糖溶于PH小于6的酸性溶液中，因其等电点在6~6.5之间。在低PH中，壳聚糖的氨基基团质子化带正电而易溶，随着PH增加，壳聚糖氨基基团则去质子化不带电不溶。甲酸是最好的溶解壳聚糖的溶剂，在浓度0.2~100%之间时，均能溶解形成水相。最常用的溶解则是1%的醋酸其PH为4.壳聚糖也溶解于1%的盐酸及稀硝酸中，但是不溶于硫酸及磷酸中。在高温高浓度的醋酸溶液中，壳聚糖会发生解聚。影响壳聚糖溶解性的因素在于：温度，碱浓度，去乙酰化时间，甲壳素与碱溶液的浓度，甲壳素的含量及粒径；溶解性取决于乙酰化程度，酰基在主链上的排列及分子质量。
测定乙酰化程度的方法：酸碱滴定法，IR, 元素分析法，UV，液态H NMR,固态CNMR.
粘度测定：将壳聚糖溶于0.3M的醋酸或者0.2的醋酸钠溶液中测定。
N或者O羧甲基化的壳聚糖具有水溶性，它是两性聚合物电解质由于其中的羧基及氨基基团。也因此，特定羧基化的壳聚糖其溶解性由溶液PH决定。羧基化程度越高，则壳聚糖的可溶解的PH范围越大，即越易溶。
Under controlled reaction conditions with sodium monochloracetate in the presence of NaOH, O- and N-carboxymethylation take place.
甲壳素、几丁质、壳聚糖的区别 甲壳素：又称甲壳多糖、几丁质。甲壳动物（虾、蟹）等的骨骼和菌类（地衣）等的细胞膜的重要成分。白色半透明固体。不溶于水、乙醇和乙醚。是由N-乙酰α-氨基-D-葡萄糖胺以β(1→4)糖苷键连结而成的含氮多糖。溶于浓无机酸和无水甲酸。在浓酸或浓碱中发生水解而成α-氨基葡萄糖。可用于纺织品的防皱和防缩处理；直接染料或硫化染料的固色；涂料印花的固着；木材的胶合以及防雨篷布的上浆等。也可用作制人造纤维和塑料等的原料。由含有甲壳质的物质如虾壳、蟹壳等提取制得。 壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，又称可溶甲壳素、壳多糖、甲壳胺，是一种天然生物高分子聚合物，白色结品性扮末。有很强的吸湿性，仅次于甘油，高于聚乙二醇、山梨醇。在吸湿过程中，分子中的羟基、胺基等极性基团与水分子作用而水合，分子链逐渐膨胀，随着pH值的变化，分子够从球状胶束变成线状。具有很好成膜性、透气性和生物相容性。无毒，且可生物降解。 甲壳素（几丁聚糖）俗称壳聚糖、几丁质，也称壳胺糖或救多善，学名为几丁聚糖（chitosan）。广泛存在于蟹、虾等甲壳动物的外壳及各种昆虫的表皮和贝类等软体动物的骨骼、外壳中，以及蘑菇和灵芝等的细胞壁中，是自然界中唯一带正电荷的动物性膳食纤维素。 甲壳素的用途广泛，除工业、农业、轻纺、环境保护、化妆品等领域外，它的医疗保健作用更令人刮目相看，因为它完全不同于一般的营养保健品。它对于人体具有调节免疫功能，有活化细胞、抑制老化、预防疾病、调节人体生理功能等作用，被欧美学术界誉为与蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质并列的第六大生命要素。
是功能最全面、效果最显着的第三代机能性健康食品。 （一）甲壳素的特点：“五个一” １．甲壳素是目前唯一天然的含有正电荷阳离子基团的可食性动物纤维； ２．甲壳素是糖类中唯一的碱性多糖； ３．甲壳素保健食品是日本政府批准的唯一允许宣传疗效的机能性保健食品； ４．甲壳素资源是自然界里含氮量最高的天然资源； ５．日本国际健康研究所所长金子今朝夫在其着作《七种最佳抗癌食品》一书中把甲壳素摆在灵芝、刺五加、螺旋藻、蜂胶、啤酒糟、半藻类之冠；上海胸科医院廖美琳教授在第六届全国肺癌会议报告中，把甲壳素摆在三种抗癌细胞特种的物质（甲壳素、多肽、肝素）之首。 （二）甲壳素结构式： 1．如将虚线方块去掉（即去乙酰基），则实线括号内的结构，即为壳聚糖分子式。如把虚线方块去掉再把 -NH ˉ换成 OH, 则实线内的结构即为葡萄糖分子式。 2 ．甲壳素结构式中的 n ，代表 1~2,000 个分子。壳聚糖结构式中的 n ，代表1~2,000 分子。 葡萄糖结构式中的 n ，代表 1~1,000 个分子。如 n 数为 350~1,000 时叫植物性纤维素。亦然，甲壳素叫动物性纤维素。
现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2008, Vol.24, No.10 1079 磁性壳聚糖微球的制备及其应用 杨晋青，叶盛权，郭祀远 （华南理工大学轻工与食品学院，广东广州 510640） 摘要：由新型的高分子材料制成的磁性壳聚糖微球具有很多优良的应用特性。本文着重综述磁性壳聚糖微球的制备方法和性能表征, 介绍其在生物医学，食品工程和废水处理方面的应用进展, 并展望其研究和开发的光明前景。 关键词：磁性壳聚糖微球；改性；医学；食品工程；废水处理 中图分类号：TQ333.99；文献标识码：A ；文章篇号:1673-9078(2008)10-1079-04 Review of Preparation and Application of Magnetic Chitosan Microspheres YANG Jin-qing, YE Sheng-quan, GUO Si-yuan （College of Light Industry & Food Sciences, South China University of Technology, Guangzhou 510640） Abstract: Magnetic chitosan microspheres made from novel polymer materials showed outstanding applied characteristics. In this paper, the preparation and characterization of magnetic chitosan microspheres were reviewed. The applications of magnetic chitosan microspheres in biomedical, food engineering and wastewater treatment were also introduced and their bright futures were prospected for further research and development. Key words: magnetic chitosan microspheres; modification; medicine; food engineering; wastewater treatment 新型的高分子微球材料因其具有很多优良特性为而被广为应用。如粒径小、表面积大、吸附性强，可通过共聚、表面改性赋予其多种功能性基团(如-OH 、-COOH 、-CHO 、-NH2、-SH 等)，进而可结合各种物质，使高分子微球具有多种功能。对于磁性高分子微球，由于其具有磁响应性，在外加磁场的作用下可以很方便地分离、回收。因此，在许多领域有广阔的开发前景[1,2]。 壳聚糖(CTS)是自然界存在的唯一碱性多糖，可由蟹、虾壳中的甲壳素经脱乙酰化反应而制得。其资源丰富，安全无毒，具有独特的分子结构和易于化学修饰、生物可相容性和可再生性等功能。它的胺基极易形成四级胺正离子，有弱碱性阴离子交换作用。壳聚糖在酸性溶液中会溶解，稳定性差[3,4]。将壳聚糖进行交联制成磁性壳聚糖（MCS ）微球[5,6]，不但可提高其稳定性及机械强度，而且使其易与介质分离，利于广泛应用于医学、食品、化工等领域[7]。本文通过对磁性壳聚糖微球的制备方法和性能表征方法及其在生物医药，食品工程和废水处理方面应用的综述，介绍磁性 收稿日期：2008-04-27 基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20050561014) 作者简介：杨晋青(1983-),硕士研究生,研究方向:糖类分离提纯新方法新技术 通讯作者：郭祀远，教授 壳聚糖微球有关领域的研究进展情况，并展望其发展 的前景。 1 磁性壳聚糖微球的制备及表征 1.1 乳化交联法 常用的磁性壳聚糖微球制备方法有乳化交联法[8]。将磁性Fe 3O 4粒子加到一定浓度的壳聚糖溶液中，经均质分散，再在适当的温度，pH 和搅拌条件下逐滴加入含有乳化剂的水相中，产生乳液，在常压下自由挥发或用真空抽提使溶剂挥发，通过洗涤、过滤和干燥等过程即可制得磁性壳聚糖微球[9,10]。 1.2 包埋法 1.2.1 磁性高分子微球的制备 运用机械搅拌、超声分散等方法将磁性粒子分散于高分子溶液中，通过雾化、絮凝、沉积、蒸发等过程得到内部包有磁性粒子的高分子微球，常用的包埋材料有壳聚糖、纤维素、尼龙、磷脂、聚酰胺、聚丙烯酰胺等。徐慧显利用葡聚糖制备了具有较好的单分散性磁性葡聚糖微球[11]，董聿生采用反相悬浮包埋技术合成了多分散性的磁性葡聚糖微球[12]。 1.2.2 改性磁性壳聚糖微球的制备 以(NH 4)2Fe(SO 4)2·6H 2O 、NH 4Fe(SO 4)2·12H 2O 和壳聚糖为原料，经羟丙基化、胺基化，采用一步包埋法制备了一种新型的多胺基化磁性壳聚糖微球[13]。此方 DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2008.10.005
壳聚糖改性工艺的研究 壳聚糖[是自然界中唯一大量存在的高分子碱性氨基多糖，与合成高分子材料相比，具有来源广泛、价格低廉、性质稳定、无刺激、无致敏、无致突变、良好的生物相容性和生物可降解性、低免疫原性以及生物活性等优点，已被广泛应用于工业、农业、生物工程、医药、食品、日化、污水处理、纺织印染等领域。壳聚糖不溶于普通溶剂，使其应用受到了一定限制，因此，对壳聚糖进行化学改性，提高其溶解性，并赋予其一些其他功能，扩大其应用领域成为了一个研究热点。 20116壳聚糖的结构和性质 1. 1壳聚糖的结构特性 壳聚糖具有复杂的双螺旋结构，其功能基团有氨基葡萄糖单元上的6位伯经基、3位仲羟基和2位氨基或一些N位乙酰氨基以及糖酐键，其结构式如图1所示。 1. 2.壳聚糖的一般理化性质 壳聚糖是生物界中惟一的一种碱性多糖，它是白色、无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体，因原料和制备方法不同，其相对分子质量也从数十万至数百万不等。 1. 3壳聚糖的溶解性质 壳聚糖可溶于稀的盐酸、硝酸、醋酸等无机酸和大多数有机酸但不溶于稀硫酸和稀磷酸。影响壳聚糖溶解的主要因素有脱乙酰度、壳聚糖的相对分子质量、酸的种类等。 2壳聚糖的改性研究 由于壳聚糖自身性能的局限性，科研工作者对其进行了改性研究，通过控制反应条件在壳聚糖上引人其他基团来改变其理化性质[6]。本文将介绍壳聚糖改性的研究进展及应用，并对目前的一些改性方法进行了较全面的总结。 2. 1化学改性 壳聚糖分子上有许多经基和氨基，可通过对其进行分子设计实现可控化学修饰，从而改善壳聚糖本身性能的一些不足。根据壳聚糖的化学性质，可以从酰化、酯化、烷基化等几个方面对其进行化学改性。 2.1.1酸化改性 壳聚糖可与多种有机酸的衍生物如酸酐,酰卤等反应，可引人不同相对分子质量的脂肪族或芳香族的酰基进行改性。酰化反应既可在轻基上反应(O位酰化)生成酯，也可在氨基上反应(N位酞化)生成酰胺。酰化化改性后的产物的溶解度有所改善，它具有良好的生物相容性，是一种潜在的医用生物高分子材料。如脂肪族酰化化产物可作为生物相 容性材料，N一甲酰化产物可增强人造纤维的物理性能。
壳聚糖改性研究与应用 赵朝霞（1142032224）四川大学化学学院2011级本科 摘要：甲壳素是一种天然多糖，脱除乙酰基的产物是壳聚糖，作为新型功能生物材料，它们已在水处理、日用化学品、生物工程和医药等领域得到了应用。本文综述了近年来关于壳聚糖改性研究进展，以及将其应用到医学、食品、化学工业等各个领域的概况，重点介绍了化学和物理修饰方法的应用研究。 关键词：壳聚糖化学改性与修饰物理改性与修饰功能材料 甲壳素的化学名称为(1，4)一2一乙酰氨基一2一脱氧一β—D—葡聚糖，它是通过β-1-4糖苷键相连的线性生物高分子，分子量从几十万到几百万。甲壳素脱除乙酰基后的产物是壳聚糖，其化学名称为(1，4)一2一氨基一2—脱氧—β一D—葡聚糖。甲壳素和壳聚糖具有与纤维素很相近的化学结构，它们的区别仅是在C位上的羟基分别被一个乙酰氨基和氨基所代替(如图） 但它们的化学性质却有较大差别。甲壳素和壳聚糖具有生物降解性、细胞亲和性和生物效应等许多独特的性质，尤其是含有游离氨基的壳聚糖，是天然多糖中唯一的碱性多糖[1-4]。因此，它们已在废水处理、食品工业、纺织、化工、日用化学品、农业、生物工程和医药等方面得到应用。 医药领域 聚乳酸一羟基乙酸共聚物(PLGA)微粒广泛用于蛋白、多肽、核酸等生物大分子给药。由于PL-GA纳米微球表面缺乏可用于共价修饰的基团，所以难以在表面负载生物活性物质如DNA、配体和疫苗等，不易于通过受体或抗体进行靶向给药。因此，人们尝试用不同方法将PLGA 表层包裹不同的聚合物以达到物理改性PLGA微球表面的目的。如阳离子表面修饰是基于PLGA表层负电荷而设计的，这种方式使PLGA的表面活化成为可能。将壳聚糖(CHS)选做纳米微球表面修饰材料是因为它具有阳离子电荷，生物可降解，黏膜黏附性等特性。阎晓霏等以溶菌酶为模型蛋白，将改性PLGA与溶菌酶通过化学键结合并以CHS修饰得到一种新型阳离子纳米微球，达到增大纳米微球的包封率、载药量并促进蛋白类药物吸收的目的[5]。 壳聚糖在医药测定方面也有着十分积极的作用。Zhang等[6]首先制备了壳聚糖包覆的CdSe ／ZrKS量子点作为Her2／neu基因小分子干扰RNA(small interfering RNA，siRNA)的载体。并通过跟踪量子点的荧光信号证实药物载体靶向传送到乳腺肿瘤细胞，利用荧光索酶和酶联免疫分析验证导入细胞的siRNA的基因沉默效应。钟文英[7]等壳聚糖包覆的Ccrre量子点为荧光探针，基于荧光猝灭法建立了吉米沙星定量测定方法。以壳聚糖为载体合成新型疏水色谱填料[8]，有效分离提纯枯草芽孢杆菌α一淀粉酶、鸡卵粘蛋白、AS 1.398中性蛋白酶以及伪单孢杆菌脂肪酶[9]，以壳聚糖为载体的亲和吸附剂和壳聚糖固定化蛋白酶均具有广泛应用价值． 壳聚糖羧甲基化后，与磷酸钙生成螯合物，它可促进骨骼的矿化，在医药上可作为成骨的促进剂[10]。 二、化工领域 武美霞[11]等以壳聚糖为络合剂、稳定剂或保护剂，通过简单的化学还原法制备了具有超小尺寸的非晶态NiB．CS催化剂，并且使活性组分Ni分散均匀。壳聚糖修饰炭黑负载Pt—Au 催化剂，对原电极有相当好的物理极化学性质的改良作用。Sugunan[12]等认为，壳聚糖之所以能够捕获并起到稳定金纳米粒子的作用，一是由于两者之间存在静电作用；二是壳聚糖具有足够大的立体位阻效应，从而避免了金纳米粒子的聚集并能使金纳米粒子功能化。因此，
壳聚糖特性及其应用 作者简介：孔佳琦，女，本科，西北民族大学化工学院，专业：制药工程。 力芬，女，本科，西北民族大学化工学院，专业：环境工程。 摘要：壳聚糖是自然界中储量丰富天然高分子化合物，壳聚糖及其衍生物具有各种优良的性质，本文主要介绍了壳聚糖的特性以及其在不同方面的应用情况，为壳聚糖的研究发展提供依据和思路。 关键词：壳聚糖；特性；应用 壳聚糖（chitosan）又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质（chitin）经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖。纯甲壳素和纯壳聚糖都是一种白色或灰白色透明的片状或粉状固体，无味、无臭、无毒性，纯壳聚糖略带珍珠光泽。在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应，可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物，从而扩大了壳聚糖的应用围。本文就壳聚糖的特性和应用进行阐述，为其研究和发展提供依据和思路。
1.特性 1.1抗菌性。壳聚糖是唯一一种天然的弱碱性多糖在弱酸溶剂中易于溶解，溶解后的溶液中含有氨基（NH2+），这些氨基通过结合负电子来抑制细菌。壳聚糖的抗菌性会随着其浓度的增加而增强。壳聚糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有较强的抑制作用。 1.2吸附性。壳聚糖具有很强的吸附功能，特别是对重金属离子的吸附如对铜、汞、铅等离子的吸收。壳聚糖的吸附活性可以有选择地发挥作用。当然还可以吸附胆固醇、甘油三酯、胆酸、油脂[1]等。 1.3保湿性。壳聚糖衍生物分子中有许多活泼的亲水极性基团如-OH、-COOH及-NH2，这些基团可以使其显示出保湿性。对于羧基化壳聚糖，其羟基的含量远大于其他衍生物，且羧基的亲水性所以能够结合更多的水分。因此羧基化壳聚糖的吸湿、保湿性也就明显高于其他类型的壳聚糖衍生物。 1.4成膜性。壳聚糖是线性高分子聚合物，理化性能稳定，可生物降解，粘合性好，成纤成膜性能优良。吴国杰[2]等人研究了壳聚糖膜的制备方法和性能，探讨了壳聚糖溶液成膜的最佳工艺条件。 1.5调节作用。壳聚糖可激活体具有免疫功能的淋巴细胞，使其能分辨正常细胞和癌细胞，并杀死癌细胞。还能调
壳聚糖及其衍生物的制备 甲壳素（chitin）在自然不仅含量十分丰富，而且可生物降解，是环境友好产品，利用沿海地区丰富的虾蟹壳为原料，可生产出甲壳素，变废为宝，净化环境。甲壳素经浓碱处理去掉乙酰其后得壳聚糖（chitosan），分子结构如下： O O CH2OH OH NH2n O 壳聚糖经化学改性可得系列的衍生物，如：羧甲基壳聚糖、低聚壳聚糖等。这些系列产品在许多方面有着极其广泛的用途。如在医学方面可作为抗癌制剂、手术缝线、人造皮肤、药物载体等；在轻工业上可作为化妆品填料、增白剂、固发剂或增强纸张的光洁度；在环保方面可作为絮凝剂、吸附剂，用于污水处理，还可用作饮料的澄清剂、无毒包装材料等；在农业方面是一种新型植物生长调节剂，促进植物生长、增加产量、提高品质、诱导植物的广谱抗病性，还可用于生产生物农药，用于果蔬保鲜。因此壳聚糖及其衍生物系列产品有很好的潜在需求和市场前景。 一、实验目的 1.了解壳聚糖及其衍生物的应用概况； 2.学习壳聚糖及其衍生物的制备原理和方法； 3.强化学生环保意识，变废为宝； 4.制备2～5g的产品。 二、实验内容 1．利用强碱制备壳聚糖； 2．测定壳聚糖的脱乙酰度。 三、实验原理
甲壳素是酰胺类多糖，壳聚糖的制备过程，就是酰胺的水解过程。酰胺有如下几种结构： 酰胺可在强酸或强碱条件下水解，对于低分子的酰胺，水解可以进行得比较 完全，但对于多糖来说，强酸更容易水解糖苷键，所以甲壳素的脱乙酰基，一般 情况下不采用强酸水解；相对说来，强碱造成糖苷键的断裂不像强酸那么严重， 所以都用强碱来脱乙酰基。 酸碱滴定法的原理是壳聚糖的自由氨基呈碱性，可与酸定量地发生质子化反应，形成壳聚糖地胶体溶液： 溶液中游离的H+用碱反滴定，这样，从用于溶解壳聚糖的酸量与滴定用去的碱量 之差，即可推算出壳聚糖自由氨基结合酸的量，从而计算出壳聚糖中自由氨基的 含量。 四、实验材料与设备 1．实验设备与仪器 水浴锅，电炉，烧杯，三角瓶，碱式滴定管，电子天平。 2．实验材料与试剂 甲壳素，NaOH，HCl，甲基橙指示剂，乙醇、丙酮。 五、实验步骤 1．壳聚糖的制备 （1）取三个烧杯，编号1﹟、2﹟、3﹟，于每个烧杯中加入甲壳素5g，于1﹟ 烧杯中加入40％NaOH 100mL,2﹟烧杯中加入50％NaOH 100mL, 3﹟烧杯中加入 60％NaOH 100mL,100℃煮沸2h,脱乙酰基。 （2）反应完毕取出，用蒸馏水洗至中性，再用乙醇、丙酮洗涤后，干燥，即得 白色壳聚糖。 2．脱乙酰度的测定 准确称取上述方法制备的三种壳聚糖各0.5g，分别置于250mL三角瓶中，加入
第一章 绪 论 1．1 壳聚糖及其结构特点 壳聚糖(Chitosan)是甲壳素(Chitin)脱乙酰基后的产物，是甲壳素最基本、最重要的衍生物。甲壳素又名甲壳质、几丁质，化学名为(1,4)—2—乙酰胺—2—脱氧—β—D—葡聚糖，主要存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及菌类、藻类植物的细胞壁中。节肢类动物的干外壳约含20~50%甲壳素。自然界中甲壳素有三种结构：α、β、γ，其中最为常见、普通的是α型。地球上每年甲壳素的生物合成量为数十亿吨，是产量仅次于纤维素的天然高分子化合物。下图1-1是甲壳素和壳聚糖的结构： 图1-1 甲壳素、壳聚糖分子的结构示意图 Fig.1-1 The configuration schematic of chitin and chitosan 纯净的甲壳素和壳聚糖均为白色片状或粉状固体，比重0.3，常温下能稳定存在。甲壳素分子之间存在强烈的氢键作用，使得甲壳素形成高度的结晶结构，因而甲壳素分子高度难溶。甲壳素不溶于水及绝大多数有机溶剂，也不溶于稀酸、稀浓碱，只溶于浓酸和某些溶剂。壳聚糖分子的活性基团为氨基而不是乙酰基，因而化学性质和溶解性较甲壳素有所改善，可溶于稀酸、甲酸、乙酸，但也不溶于水和绝大多数有机溶剂。由于氨基和羟基比较活泼，壳聚糖的化学性质较甲壳素活泼，可以发生多种化学反应，比如烷基化、酰基化反应等等。 1．2 壳聚糖及其衍生物产品的应用 壳聚糖及其衍生物由于其可再生性、生物相容性以及结构中的多种活性基团，具有多种优良的性质，已经广泛应用于化妆品、食品、医药、农业、环保等多个行业中。 1．2．1 在环保中的应用 壳聚糖及其衍生物能够通过分子中的氨基和羟基与多种金属离子形成稳定的整合物且可帮助微粒凝聚，故广泛用作化工、轻工纺织等废水处理中的吸附剂和絮凝剂。壳聚糖作为吸附剂和絮凝剂，能够有效地捕集溶液中的重金属离子和 有机物，并可以抑制细菌生长，使污水变清，特别是对于汞、铬、铜、铅、钴、3n n 甲壳素壳聚糖
《文献检索与科技论文写作》作业 壳聚糖的改性在水处理中的应用进展 年级： 学院： 专业：高分子材料 学生： 学号： 指导教师： 提纲
0 引言 壳聚糖是性能优异、应用广泛且具有开发价值的天然高分子絮凝剂。虽然在应用中有一些不足，但可以通过物理或化学改性来提高其性能，拓展其应用围。本文主要介绍壳聚糖改性后在水处理中的应用进展。 1 壳聚糖的改性在饮用水处理中的应用 从对氟离子的吸附及对浊度的降低介绍改性壳聚糖的应用效果； 2 壳聚糖的改性在工业废水中的应用 2.1 印染废水 从对偶氮染料的吸附及对阳离子染料的吸附介绍改性壳聚糖的应用； 2.2 重金属离子 2+、Th4+的吸附及对Cr(VI)的吸附，主要从对铜离子、对镍离子的吸附；对UO 2 来介绍改性壳聚糖的应用； 2.3 造纸废水 主要介绍接枝改性壳聚糖和壳聚糖微球对造纸废水的处理效果； 3 壳聚糖的改性在城市污水和海水中的应用 主要介绍改性壳聚糖对SS、浊度、BOD5及COD等的处理效果； 4 结语与展望 介绍目前的改性研究情况及未来研究的方向。 5 参考文献
壳聚糖的改性在水处理中的应用进展 --------大学材料科学与工程学院14级高分子材料专业马舒颜摘要：本文阐述了壳聚糖絮凝剂改性后在水处理方面的应用进展，着重说明其在重金属离子处理、印染废水处理中的应用。壳聚糖絮凝剂在水处理中应用极广，环境友好，从可持续发展角度来看有着巨大的发展潜力和研究意义。 关键词：壳聚糖的改性絮凝水处理 0 引言 水是人类生存最基本的需求，传统的水处理剂会在水中有残留，对人体健康及环境造成危害。因此，兼具环境友好、可再生、来源广泛的绿色水处理剂备受关注。而壳聚糖就是性能最为优异的的天然高分子材料之一。 壳聚糖是由自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙酰作用得到的，又称脱乙酰甲壳素，一般而言，甲壳素的N-乙酰基脱去55％以上就可称为壳聚糖，其分子式为 (C 6H 11 NO 4 )N。壳聚糖结构中含有大量活泼的氨基和羟基，在酸性溶液中能形成阳离 子型聚电解质，有良好的絮凝作用；且可通过表面侵蚀、酶降解、溶解等多种降解方式进行可控性降解，无毒副作用；同时还具有很好的生物相容性、吸附性、吸湿性、成膜性、抵抗免疫反应性和抗菌性等，广泛应用于造纸、纺织、制革、工业废水处理；在医药、食品保健品等领域也发挥着巨大的作用。因此，壳聚糖是一种用途广泛且富开发价值的天然高分子絮凝剂。 然而，壳聚糖在实际应用中还存在一些不足，譬如：化学性质不活泼、溶解性较差、分子量相对较低等，在一定程度上限制了它的使用围。但因其结构中含有羟基、乙酰基和氨基等官能团，故可以利用烷基化、酯化、接枝、交联等改性方法来改善壳聚糖的性质，提高其性能，从而拓展应用围，得到更大的利用空间。 1 壳聚糖的改性在饮用水处理中的应用 饮用水的处理，目的是将水处理为对人体有生物安全性和化学安全性的水，同时水的浊度、色度、硬度、气味等给人的感受要好[1]。壳聚糖因其天然、无毒、安全性，在饮用水处理中显示了其独特的优越性。壳聚糖特有的分子结构，可有效去除水中的悬浮物、有机物、颜色和气味，可降低水中COD含量并减少水中毒副物质的产生；此外，壳聚糖可以有效吸附去除饮用水中重金属及其藻类物质；还可以去除无机絮凝剂处理后残留的铝离子，且能一定程度上抑制水中微生物的繁殖和生长，从而具有一定的杀菌作用[2]。 我国是世界上地方性氟中毒较严重的国家之一。氟离子是人体不可或缺的微
甲壳素/壳聚糖的制备与应用 郭建民1,徐晓军2,李林1 (1.宁波市环境保护科学研究设计院,浙江宁波315010; 2.青岛建筑工程学院,山东青岛266000) [摘要]甲壳素/壳聚糖是一种资源丰富、用途广泛的天然高分子。简介了其物理化学性质及 常见的制备方法;详细介绍了功能化甲壳素/壳聚糖近期的研究状况;综述了甲壳素/壳聚糖的应用;展望了我国甲壳素/壳聚糖资源的开发利用趋势。[关键词]甲壳素;壳聚糖;制备;功能化;应用 [中图分类号]TQ282 [文献标识码]A [文章编号]1006-1878(2004)07-0126-03 甲壳素(chitin )学名为无水-N -乙酰基-D -氨基葡聚糖,是一种重要的天然高分子,其结构与纤维素相似,通常分子量为几百万,是多糖化合物中最重要的一种聚氨基葡萄糖。甲壳素因主要来源于节肢动物如虾、蟹等的甲壳而得名。它也广泛存在于低等植物如真菌、藻类的细胞壁中。据统计,自然界中每年甲壳素的生物合成量在1000kt 以上,可见其自然界储量之丰富。 壳聚糖(chitosan )是甲壳素脱乙酰化而得到的一种生物高分子。由于壳聚糖分子中有大量游离氨的存在,其溶解性大大优于甲壳素,兼具有甲壳素的天然、无毒、生物相容性好与易于降解等优点,所以壳聚糖有十分良好的经济应用价值。人们对壳聚糖的研究十分活跃,其应用领域也不断拓宽。 我国有着丰富的甲壳素资源。充分利用现有资源,结合区域优势,加强对甲壳素的开发研究及产业化是我国甲壳素化学工业发展的必然趋势。 1 甲壳素的提取 目前,甲壳素主要还是从工业废弃的虾、蟹壳中 提取。把甲壳中的甲壳素,蛋白质和无机物质分离开,最后再进行脱色,获得纯净的甲壳素,其工艺流程为:虾蟹壳—水洗—酸浸(6%HCl )—碱煮(10% NaOH )—脱色(KMnO 4)—干燥—甲壳素成品。可见甲壳素的制备过程主要由简单的酸碱处理 工艺组成,技术难度不大。但是以这种传统的工艺制得的甲壳素存在着一些不足,如溶解度不高,溶液过滤性差等。近年来又提出了一些新的方法,使传统工艺得到了改进。如采用浓度递减,循环酸浸以及脱蛋白质交叉工艺制取的甲壳素可以获得较高的粘度。但是在甲壳素的制取过程中,对于动物壳中 的蛋白质和有机肥料的综合利用程度低及工艺过程中排放的废水量大等缺点,仍然是甲壳素制备工艺中需要改进的问题。此外,从蚕蛹壳、蝉和蝇蛹中提取甲壳素都有过系统的报道。 由于壳聚糖还是真菌细胞壁的常见组成部分,因此以微生物发酵来制取壳聚糖也有着巨大的环保意义。陈忻等采用生物发酵放射毛霉为原料制备了壳聚糖。研究表明,在反应温度为28℃,摇床转速为250r/min ,p H 为7.4～7.6,培养时间为45h 的条件下,壳聚糖对菌丝体产率为15.68%,脱乙酰度85%～90%。谭天伟等提出了以发酵工业废菌丝体为原料生产壳聚糖的新工艺。该工艺成本低廉,经济效益可观。 2 甲壳素的功能化改性 活性侧基的存在,赋予甲壳素较之其他多糖更强的功能性,而通过化学修饰在高聚物骨架上引入其他基团,从而改变高分子的物理化学性质,赋予其新的功能,即高分子的功能化。它已经成为甲壳素应用研究的一个热点。甲壳素/壳聚糖的功能化主要是利用分子结构中的羟基/氨基等活性基团,通过对其进行酰化、酯化、交联、醚化等反应来完成。功能化后的甲壳素/壳聚糖的物化性质得到了改善而具有优异的功能。2.1 交联反应 为了使壳聚糖得到很好的应用,需要把它制成[收稿日期]2003-12-18;[修订日期]2004-02-12 [作者简介]郭建民(1977— )男,河北省宣化市人,宁波市环境保护科学研究设计院工程师,硕士,主要从事环保药剂的开发与三废处理技术研究。 ? 621?2004年第24卷 化 工 环 保 ENV IRONMEN TAL PRO TECTION OF CHEMICAL INDUSTR Y
甲壳素的化学名称为(1,4)222乙酰胺基222脱 氧2β2D葡萄糖。当甲壳素通过脱乙酰基反应转变为壳聚糖时,由于游离胺基的产生,应用性大为增加。壳聚糖分子链上的胺基和羟基都是很好的配位基团,使其具有很多纤维素不具有的用途,它既是一种天然的高分子螯合剂,可与重金属离子如Hg2+、Cu2+、Ag+形成稳定的螯合物,用于提取回 收金属和从污水中去除有害的重金属离子[1,2] ,又是一种天然的阳离子型絮凝剂,能使水中的悬浮 物凝聚而沉降,用于污水的净化处理[3] 。表征壳聚糖性能的主要参数有:脱乙酰度和分子量,它们都受甲壳素脱乙酰化反应控制。因此甲壳素脱乙酰化反应是基础性研究工作,虽然已有一些论文报道了甲壳素脱乙酰化反应的研究结果[4] ,但尚不系统完全。另外由于壳聚糖的缩醛键结构,在H+ 的攻击下很容易水解,随着存贮时间的增长, 壳聚糖溶液的粘度将发生很大的变化,给应用带来影响。因此,对壳聚糖溶液存贮期间粘度变化的研究也是很有实际意义的。 1 实验部分 111 试剂及原料 所用试剂都是分析纯。甲壳素由青岛某生化公司提供。112 测定方法 脱乙酰度测定采用线性电位滴定法[5] ,溶液 粘度测定采用NDJ24型旋转粘度计测定 [6] 。 113 壳聚糖的制备 将甲壳素与氢氧化钠溶液在三口烧瓶中混合搅拌,在一定温度下回流一定时间后,过滤,洗涤,烘干,产物即为壳聚糖。114 壳聚糖的水解延缓将壳聚糖分别溶于醋酸水溶液,醋酸2乙醇水溶液,醋酸2甲醇水溶液,醋酸2丙酮水溶液,醋酸2丙酮2甲醇水溶液,常温下测定放置不同时间的上述各溶液的粘度。 2 结果和讨论 211 正交实验法确定反应条件 甲壳素脱乙酰化反应需在浓碱介质中进行,加温可有效地加速乙酰化反应,提高碱液浓度和延长反应时间也可以提高脱乙酰度。但是随着脱乙酰化反应条件的强化,甲壳素主链的降解也越来越严重,这又直接影响产品的质量。因此碱液浓度、温度和反应时间都是主要影响因素。控制脱乙酰化反应条件,就可获得不同脱乙酰度的壳聚糖。目前,常采用高温短时间反应和低温长时 间反应的壳聚糖碱液制备方法。韩怀芬等[7] 研究在100～120℃下反应2～4小时制备壳聚糖,脱乙酰度达89.31%。本实验在低温段80～90℃下反应12～16小时。 本实验首先进行三因素三水平L9(34 )正交实验,各因素和各水平见表1。实验结果见表2。对每个样品测其脱乙酰度。 表1 三因素三水平正交试验
壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品立 项投资融资项目 可行性研究报告 (典型案例〃仅供参考) 广州中撰企业投资咨询有限公司
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目录 第一章壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品项目概论 (1) 一、壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品项目名称及承办单位 (1) 二、壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品项目可行性研究报告委托编制单位 (1) 三、可行性研究的目的 (1) 四、可行性研究报告编制依据原则和范围 (2) （一）项目可行性报告编制依据 (2) （二）可行性研究报告编制原则 (2) （三）可行性研究报告编制范围 (4) 五、研究的主要过程 (5) 六、壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品产品方案及建设规模 (6) 七、壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品项目总投资估算 (6) 八、工艺技术装备方案的选择 (6) 九、项目实施进度建议 (6) 十、研究结论 (7) 十一、壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品项目主要经济技术指标 .. 9项目主要经济技术指标一览表 (9) 第二章壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品产品说明 (15) 第三章壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品项目市场分析预测 (15) 第四章项目选址科学性分析 (15) 一、厂址的选择原则 (16) 二、厂址选择方案 (16) 四、选址用地权属性质类别及占地面积 (17) 五、项目用地利用指标 (17) 项目占地及建筑工程投资一览表 (18)
六、项目选址综合评价 (19) 第五章项目建设内容与建设规模 (20) 一、建设内容 (20) （一）土建工程 (20) （二）设备购臵 (20) 二、建设规模 (21) 第六章原辅材料供应及基本生产条件 (21) 一、原辅材料供应条件 (21) （一）主要原辅材料供应 (21) （二）原辅材料来源 (21) 原辅材料及能源供应情况一览表 (22) 二、基本生产条件 (23) 第七章工程技术方案 (24) 一、工艺技术方案的选用原则 (24) 二、工艺技术方案 (25) （一）工艺技术来源及特点 (25) （二）技术保障措施 (25) （三）产品生产工艺流程 (25) 壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品生产工艺流程示意简图 (26) 三、设备的选择 (26) （一）设备配臵原则 (26) （二）设备配臵方案 (27) 主要设备投资明细表 (28) 第八章环境保护 (28) 一、环境保护设计依据 (29) 二、污染物的来源 (30) （一）壳聚糖抗菌保健整理薄型精纺毛织品项目建设期污染源 (31)
壳聚糖和壳聚糖衍生物的抑菌作用 摘要：壳聚糖是一类有着广谱抑菌活性的天然多糖，其生物相容性好、易降解、无毒，因而作为一种可再生资源在抑菌领域受到了越来越多的关注。本文通过对壳聚糖来源、性质、壳聚糖衍生物的化学改性的方法和抑菌作用的分析，并对今后壳聚糖衍生物抑菌情况进行了初步的展望。为研制和开发新型的高抑菌活性的壳聚糖衍生物的开发提供理论参考。 关键词：壳聚糖；衍生物；抑菌；机理 引言 壳聚糖是无毒、无污染，具有可再生、无毒副作用，生物相容性和降解性良好的天然氨基多糖。目前已被广泛应用于医药[1-2]、农业[3]、食品[4-5]等领域，并成为最近生物新材料研究的热点[6-7]。壳聚糖具有抗菌活性，对多种植物病原细菌和真菌均抑制作用[8]。但由于其不溶于水和大多数有机溶剂，只溶于稀酸，在很大程度上限制了其应用范围。壳聚糖通过化学改性，可以得到具有一定官能团的壳聚糖衍生物。与壳聚糖相比，这些衍生物的性能往往有较明显的改善。对于壳聚糖的化学修饰研究较多的有壳聚糖的酰基化、烷基化、羟基化、醛亚胺基化、硫酸酯化、羧甲基化、季铵化等，其中季铵化、羧甲基化和硫酸酯化的产物由于具有良好的水溶性而备受重视[9]。有关壳聚糖的结构修饰和构效关系的研究已成为研究热点[10],因此，研究开发具有更高抗菌活性的壳聚糖衍生物，对于改善人们的生活质量具有重要意义。 1壳聚糖的来源和性质 1.1壳聚糖的来源 壳聚糖是自然界唯一的碱性天然多糖，壳聚糖的历史得追随到19世纪，当时Rouget 在甲壳素的天然聚合物中发现了其脱乙酰化的形式[11]。壳聚糖是白色或淡黄色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体。由于其原料和制备方法的不同，其分子量也有所不同，可以从数十万到数百万不等。甲壳素在浓碱中加热处理后，就可以脱去部分乙酰基，得到壳聚糖，反应路线如下。 通常所说的壳聚糖并不是甲壳素完全脱去N-乙酰基。脱去40%以上的甲壳素就可以称之为壳聚糖[12]。它的化学名称是 -2-氨基-2-脱氧-(1,4)-D葡聚糖，C2有一个氨基，C3和C6分别有一个羟基，结构式如图1-1。因此，甲壳素和壳聚糖的差别就在于葡萄糖的糖残基上的N-脱乙酰度。
改性壳聚糖的研究进展 1壳聚糖的理化性质 壳聚糖(chitosan，(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)是甲壳素(chitin,(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖)部分脱乙酰化的产物。甲壳素广泛存在于蟹、虾以及藻类、真菌等低等动植物中，含量极其丰富，自然界每年产量约在100亿吨，是仅次于纤维素的第二大多糖。它是由葡萄糖结构单元组成的直链多糖，此多糖中含有数千个乙酰己糖胺残基，因此在分子间形成很强的氢键，导致其不溶于水和普通有机溶剂，这就大大限制了其应用范围。 将甲壳素在碱性条件下加热，脱去N-乙酰基后可生成壳聚糖。人们常将N-脱乙酰度和粘度(平均相对分子质量)作为衡量壳聚糖性能的两项指标。N-脱乙酰度是判定壳聚糖溶解性的依据，脱乙酰度越高，分子链上的游离氨基就越多，在酸中的溶解性就越好；而壳聚糖相对分子质量越大，分子之间的缠绕程度就越大，溶解度就越小。壳聚糖是自然界中唯一的一种碱性多糖，它一般是白色无定型、半透明、略有珍珠光泽的固体。壳聚糖可溶于大多数稀酸，如盐酸、醋酸、苯甲酸溶液，且溶于酸后分子中氨基可与质子结合，使自身带上正电荷。甲壳素及壳聚糖的结构式如图1所示：
图1壳寡糖与壳聚糖的结构式 甲壳素和壳聚糖在自然界可以被各种微生物降解。微生物中的甲壳素酶(chitinase)可以随机地水解甲壳素的N-乙酰-β-(1-4)糖苷键。而壳聚糖可以被多种酶水解，包括壳聚糖酶(chitosanase)、麦芽糖酶、脂肪酶、以及各种来源的蛋白酶。在人体内甲壳素酶和壳聚糖酶并非普遍存在，通过测定显示N-乙酰壳聚糖在人血清中可以被人体内普遍存在的溶菌酶(lysozyme)降解。 壳聚糖的主链结构中引入了2-氨基，化学性质区别于3,6-羟基，与甲壳素相比增加了反应选择性的功能基团。由于C6-OH是一级羟基，C3-OH是二级羟基，空间位阻不同反应活性也不同，再加上C2-NH2，壳聚糖就具有三个活性不同的可供修饰的基团。根据不同的需要，被修饰的壳聚糖作为一种功能大分子广泛用于各种领域。由于壳聚糖只在酸性水溶液中溶解，而在中性或碱性水溶液中以及多数有机溶剂中不溶，限制了它的应用范围，因此科学家们采用衍生化的方法对壳聚糖进行改性获得了多种水溶性和可溶解于某些有机溶剂的衍生物，大大扩展了壳聚糖的应用范围。其中包括对壳聚糖进行N-,O-酰化，含氧无机酸酯化，醚化，N-烷基化，C6-OH和C3-OH的氧化，以及鳌合、交联等，在此过程中获得了许多性能良好，甚至是
备注第7章甲壳素和壳聚糖 7.1 甲壳素和壳聚糖的结构、性能 7.2 甲壳素的存在状态与提取方法 7.3 甲壳素与壳聚糖的改性 7.4 甲壳素与壳聚糖及其改性产物的应用 掌握甲壳素和壳聚糖的基本结构和反应性能 了解甲壳素和壳聚糖的结构改性和应用 7.1 甲壳素和壳聚糖的结构、性能 7.1.1甲壳素的发现与命名 1、1811年 H.Braconnot 温热的稀碱溶液反复处理蘑菇，提取甲壳素， 命名Fungine，真菌纤维素。 2、1823年 A.Odier 甲壳类昆虫翅鞘中分离，命名Chitin 3、 4、1878年 G.Ledderhose 从Chitin水解反应液中检出氨基葡萄糖和乙 酸 5、1894年 E.Gilson 进一步证明Chitin中含有氨基葡萄糖，后来研究
盐酸、硫酸、磷酸和无水甲酸，但同时主链发生降解。 二、结构特征 研究证实，甲壳素与其他多糖一样，其分子链也是螺旋形，XRD照片给出的螺距为0.515nm，一个螺旋平面由6个糖残基组成。 测定方法：红外、核磁共振 三、壳聚糖的主要特性 1. 不能完全溶解于水和碱溶液中，但可溶于稀酸(pH<6)，游离氨基质子化促进溶解。溶于稀酸呈黏稠状，在稀酸中壳聚糖的β-1，4糖苷键会慢慢水解，生成低相对分子质量的壳聚糖。 2. 壳聚糖在溶液中是带正电荷多聚电解质，具有很强的吸附性。 3. 壳聚糖的溶解性与脱乙酰度、相对分子质量、黏度有关，脱乙酰度越高，相对分子质量越小，越易溶于水. 4. 壳聚糖具有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纤性、吸湿性和保湿性 N-脱乙酰度和黏度（平均分子量）是壳聚糖的两项主要性能指标 脱乙酰度 （1）脱乙酰度（D.D.）的高低，直接关系到它在稀酸中的溶解能力、黏
1.摘要 棉织物为大多数消费者所喜爱，但是棉织物在服用过程中，特别容易被细菌侵蚀，不仅会影响织物的强力，而且会对人们的健康造成不利影响。当今人们对环境卫生与自我健康日益重视，抗菌卫生纺织品正逐渐受到消费者喜爱。由此可见,抗菌织物的研究与开发有着极其重要的意义。目前，棉织物的抗菌处理主要是通过后整理方法达到，例如用硅氧烷季铵盐类，有机卤素类和壳聚糖类等后整理。本文研究的是壳聚糖整理棉织物的抗菌性能。 关键字：棉织物细菌抗菌壳聚糖
1.摘要 (1) 2.绪论 (4) 3.理论部分 (5) 3.1国内抗菌整理剂的发展状况 (5) 3.2壳聚糖抗菌整理剂 (5) 3.2.1壳聚糖的结构特征 (5) 3.2.2整理剂的溶解 (5) 3.2.3整理剂的制备 (6) 3.3壳聚糖抗菌整理技术的作用原理 (6) 4.实验部分 (6) 4.1整理工艺 (6) 4.2抗菌率的测定 (7) 5.结果与讨论 (7) 5.1抗菌性能的影响因素 (7) 5.1.1壳聚糖浓度对抗菌性能的影响 (7) 5.1.2壳聚糖脱乙酰度对抗菌性的影响 (7) 5.1.3壳聚糖分子量对抗菌效率的影响 (8) 5.1.4有机酸对壳聚糖溶解性的影响 (8) 5.2 抗菌性试验 (9) 5.3耐洗涤实验 (9) 6.结论 (9) 7.参考文献 (10)
2.绪论 在自然界的物质循环过程中,细菌无处不在,人们日常使用的各种纺织品,如被褥、内衣裤、鞋袜、衣服、毛巾等都是细菌滋生繁衍和传播的适宜场所。各种细菌在条件适宜时会迅速繁殖,不仅会使纤维制品变色、发霉、降解等,还会对人体皮肤产生异常的刺激并诱发各种皮肤病,形成对人类生活的种种危害。因此,对棉织物进行抗菌整理是十分必要的[1]。 壳聚糖具有优异的广谱抗菌性,同时具有吸湿性、透气性、降解性、生物活性、螯合性以及酶固定化作用等特性,其资源丰富、无毒、无污染,非常适合作抗菌剂,已广泛应用于天然纤维织物的抗菌整理中,是一种新型的绿色环保型抗菌整理剂国内外均有一些关于壳聚糖在织物功能整理中的应用及其用于棉织物抗菌整理的报道[2]。 针对壳聚糖在棉织物抗菌整理中的应用本文通过壳聚糖溶解、改性、复配等技术研制了一种高效的壳聚糖抗菌整理剂,并通过特殊的加工整理方法,将壳聚糖抗菌整理剂整理到棉织物上,克服了以往产品不耐洗涤的短处,增强了产品的时效性[3]。
1.ph值对壳聚糖吸附金属离子的影响 与单糖氨基葡萄糖相似,壳聚糖分子中的氨基和经基与金属离子的配位也受溶液酸度的影响,溶液的ph值影响吸附范围。Ph=5.1附近,Co2+与壳聚糖的配位能力随ph值升高而增大,而Cd2+、Ni2+和Zn2+矛却有所下降。通过对壳聚糖吸附行为的研究表明:ph=6.0时,壳聚糠对Zn2+吸附量最大。壳聚糖吸附Co2+的ph值范围是5.0一10.0,最佳ph值是8.0, 壳聚糖对溶液中Ag+和部分Ag(NH)2+的吸附有较宽的ph值范围,当ph=6时,壳聚糖对流动相中的Ag+吸附量可以达到42mg/g。 2.在最佳ph值条件下一定浓度范围的溶液中,壳聚糖对溶液中金属离子的吸附行为一般符合Langmuir等温吸附或Freundlich等温吸附模式。研究壳聚糖吸附行为的特征,通过等温吸附线计算出壳聚糖对某金属离子的饱和吸附量及平衡常数,可作为判断某吸附剂是否适合吸附某金属离子的依据研究吸附平衡所需的时间,可进一步深人研究吸附的机理。 在最佳ph值时,壳聚糖及其衍生物对Cu2+ 、Zn2+ 、Hg2+、Au3+等金属等金属离子的吸附都符合Langmuir等温吸附式。壳聚糖对Co2+的吸附行为与壳聚糖吸附Cu2+ 、Zn2+时有明显不同,符合Freundlich吸附特征。 缪茜，孙静等，壳聚糖吸附剂研究，北京工业职业技术学院，2004.7 3. ph是影响吸附作用的最主要因素,多数研究者认为ph能够影响壳聚糖上活性位点的功能。重金属离子的吸附各不相同,甚至出现比表面积大的吸附能力低于比表面积小的特殊性。研究者认为,这可能是因为壳聚糖吸附剂是大分子吸附剂,对金属离子的吸附络合主要取决于分子链上的一NH2 ,又由于高聚物具有整链运动、链段运动、链节运动、侧基运动等特征,这些运动会影响壳聚糖粉末表面上的一NH2数目,粉末尺寸水平小者的表面上一NH2氏数目与尺寸水平大者表面上一NH2数目没有一定的函数关系,处于随机分布状态,从而得到上述 试验结果。 4. 甲壳素脱乙酞基制得的壳聚糖不溶于水,在浓无机酸和某些特殊溶剂中才能溶解。制备水溶性壳聚糖及其衍生物,引人其他功能性基团,改善它的溶解性及功能,拓宽其应用范围,是近几年研究开发甲壳素和壳聚糖的重要课题。目前国内较多采用含有羰基和羧基的醛类、羧酸类来对壳聚糖进行改性。 郭敏杰等，壳聚糖吸附重金属离子的研究进展，天津科技大学，2004. 羧甲基壳聚糖是壳聚糖经化学改性得到的水溶性衍生物,由于羧基的引人使其结合金属离子的能力大大提高。试验结果表明,羧基是吸附金属离子的NaNO2作解聚剂将壳聚糖解聚成水溶性壳聚糖进行锌离子的络合试验,探讨二者络合的条件及所形成的络合物的某些性质,结果表明,壳聚糖与锌离子有一定的络合能力。 5.在脱乙酰度为90% ,粘度为100 cP·s的壳聚糖吸附Cd2 +、Pb2 +、Cu2 +过程中,吸附效果与壳聚糖的用量、吸附时间、溶液pH值有关,这3种因素对壳聚糖吸附重金属的吸附率影响显著。。提出实验室条件下自制壳聚糖对Cd2 +、Pb2 +、Cu2 +的最佳吸附条件,即壳聚糖吸附Cd2 +的最佳条件:用量为10 g/L,吸附时间1 min,溶液pH = 8;吸附Pb2 + 用量为10g/L,吸附时间60 min,溶液pH = 6;吸附Cu2 +用量10 g/L,吸附时间1 min,溶液pH = 5,为含有Cd2 +、Pb2 +、Cu2 +重金属离子的工业废水的处理提供了小试基础,同时使得壳聚糖作为吸附剂新材料的应用有了进一步的发展。 6. 分别配置浓度为0 . 001 mol /L的Cd2 +、Pb2 +、C u2 +3种重金属离子溶液并稀释备用用原子吸收分光光度法进行测定并绘制它们的标准曲线。取一定量壳聚糖加入待吸附的含重金属离子的50 mL溶液中,在室温( 25 ℃)下振荡后过滤,用原子吸收分光光度法测定重金属的残留浓度。其吸附率的计算如下式:吸附率=C0 – C/C0×100 %式中: C0、C—吸附前后溶液中重金属离子的浓度。