甲壳素纤维的发展
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辽宁丝绸2020年第2期〔摘要〕甲壳质及其衍生物具有天然的生物活性及良好的成膜成纤性能,已被广泛地应用到医药、纺织、食品、化工等多个领域。
介绍了甲壳素纤维的应用、性能,并简述其在纺织、食品、医疗、制药领域中的应用。
〔关键词〕甲壳素;甲壳素纤维;应用;发展前景1甲壳素纤维简介甲壳素,也叫甲壳质,壳素糖,蟹壳素,其主要成分是几丁聚糖。
甲壳素是一种天然高分子聚合物,属于氨基多糖,学名为(1.4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖,分子式为(C8H13NO5)n。
单体之间以β(1-4)糖苷健连接,分子量一般在106左右,理论含氮量6.9%。
甲壳素有a、β、γ三种晶型,其中a-甲壳素存在最丰富,也最稳定。
由于大分子之间极强的氢键作用,导致其一般不于水,化学性质非常稳定,因而应用有限,通常称其为几丁质。
β-甲壳素的结构是以平行链排列的,与比较分子间氢键作用力更小。
因此,表现出更好的溶解和化学活性。
2应用(1)食品添加剂。
如食品结构形状的控制,优化食品的风味,改善食品的流动性,控制粘度,增加食品中的纤维含量等。
(2)功能原辅料。
如功能性食品,包括降酸食品、减肥食品、肠内微生物群调节食品、补充微量元素食品,抑菌保鲜剂、可食性包装材料或缓释材料等。
(3)液体处理剂。
饮用水的净化,从废水中回收蛋白质,饮料及酒类的澄清,如澄清糖汁、净化糖蜜、果酒和果汁的澄清,果汁脱酸和防止醋沉淀,降低液体中的总固体含量等。
甲壳素在医疗卫生方面的用途多以衍生物的形式应用,例如脱乙酰甲壳素等。
(1)缝合线。
脱乙酰甲壳素可制成纤维做手术缝合线使用,在血清、尿、胆汁、胰液中仍保持良好的拉力。
在伤口愈合后,缝合线可自动分解被组织吸收。
(2)人造皮肤。
1986年,楼宝成等研制成功人造皮肤,并在临床应用中取得可喜成果,1987年该技术获国家发明专利。
这种人造皮肤不致敏、无刺激、无吸收中毒及占位排斥现象,而且透气性能好,还具有止血、抑痛和促进皮肤生长的作用。
2024年甲壳素市场前景分析摘要本文基于对甲壳素市场的分析,探讨了甲壳素市场的前景。
首先介绍了甲壳素的定义,然后分析了甲壳素市场的发展趋势与市场规模。
接着从供给和需求两个角度分析了甲壳素市场的现状,并对未来市场趋势进行了预测。
最后,总结了甲壳素市场的发展前景,并给出了相应的建议。
1. 引言甲壳素是一种重要的天然资源,具有广泛的应用领域,包括食品、医药、化工等。
随着人们对健康和环保的关注不断增加,对甲壳素的需求也相应增加。
因此,对甲壳素市场的前景进行分析具有重要意义。
2. 甲壳素的定义甲壳素是一种多糖类化合物,主要存在于海洋生物的外壳和骨骼中。
它具有很多重要的性质,如抗菌、抗氧化、调节免疫等,因此在众多领域都有广泛的应用。
3. 甲壳素市场的发展趋势与市场规模经过市场调查和分析,甲壳素市场呈现出以下发展趋势:3.1 市场规模不断扩大随着人们对健康和环保意识的提高,对甲壳素的需求逐渐增加。
尤其在食品和医药行业,甲壳素的应用需求持续增长,推动了市场规模的快速扩大。
3.2 技术进步促进市场发展随着科技的进步和生产技术的提高,甲壳素的提取和加工技术不断改善,使得甲壳素更容易获得,从而促进了市场的发展。
3.3 绿色环保意识推动市场需求由于甲壳素是一种天然资源,其可持续性和环保性备受关注。
在环保意识的推动下,人们对甲壳素的需求增加,进一步推动了甲壳素市场的发展。
4. 甲壳素市场的现状分析从供给和需求两个角度对甲壳素市场的现状进行分析:4.1 供给分析目前,甲壳素的提取技术相对成熟,但供应量仍然有限。
大多数甲壳素生产企业规模较小,生产能力不足以满足市场需求。
因此,提高甲壳素的供给能力是当前市场的一个重要问题。
4.2 需求分析甲壳素在食品、医药和化工等领域都有广泛的应用。
随着人们对健康和环保的关注度提高,对甲壳素的需求逐渐增加。
未来随着相关行业的发展,甲壳素的需求还将进一步增加。
5. 甲壳素市场的前景与预测基于对甲壳素市场现状的分析,未来甲壳素市场具有广阔的发展前景:5.1 市场规模持续扩大随着人们对健康和环保意识的增强,对甲壳素的需求将持续增加,推动市场规模的扩大。
2024年甲壳素市场发展现状1. 市场背景甲壳素是一种由甲壳纤维素提取的天然纤维素材料,具有优异的机械性能和环境友好的特点。
由于其广泛的应用价值,甲壳素市场正迅速发展。
2. 市场规模根据市场研究数据显示,甲壳素市场规模不断扩大。
目前,甲壳素在纺织、建筑、制药、食品等行业的应用广泛,市场需求持续增长。
3. 市场驱动因素甲壳素市场发展的驱动因素如下:3.1 环保意识提升随着全球对环境保护意识的提高,对可再生资源的需求逐渐增加。
甲壳素作为一种天然纤维素材料,不产生污染,能有效减少对传统纤维素材料的依赖,因此受到越来越多的关注。
3.2 材料性能优异甲壳素具有优异的机械性能,如高强度、耐磨性和抗腐蚀性等。
这些特点使得甲壳素在一些特殊领域的应用得到了推广,进一步推动了市场的发展。
3.3 应用领域多样化甲壳素在纺织、建筑、制药、食品等多个领域具有广泛的应用。
随着技术的不断进步,人们对甲壳素的新型应用不断探索,这进一步拓展了市场需求。
4. 市场挑战甲壳素市场虽然发展迅速,但也面临一些挑战:4.1 供应链不稳定甲壳素的生产需要大量甲壳纤维素,但甲壳纤维素的来源有限。
目前,只有少数地区能够稳定生产甲壳纤维素,供应链不够稳定成为市场发展的限制因素。
4.2 技术瓶颈尽管甲壳素在一些领域取得了突破性的应用,但在其他领域仍存在一些技术难题,例如甲壳素的加工性能仍有待提高。
这些技术瓶颈限制了甲壳素市场的发展速度。
5. 市场前景尽管面临挑战,甲壳素市场依旧具有广阔的前景:5.1 新型应用的不断涌现随着科技进步和需求变化,新型应用领域将不断涌现。
例如,甲壳素在医疗领域的应用前景广阔,具有生物可降解性和抗菌性能。
5.2 技术发展的推动随着技术不断进步,甲壳素的生产和加工技术将得到改善,使其在更广泛的领域发挥作用。
同时,技术进步也将加速降低甲壳素生产的成本,进一步促进市场的发展。
结论甲壳素市场在环保意识提升、材料性能优异和应用领域多样化的推动下,呈现出良好的发展势头。
******《生物源纤维》考查课专业论文甲壳素纤维的历史、应用和前景学生姓名:****学院:材料与化学工程学院专业班级:高分子材料与工程专业****专业课程:生物源纤维任课教师:*****2015年12月25日甲壳素纤维的历史、应用和前景摘要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,其具有极好的生物特性,并且与经济与环境协调发展的可持续发展战略相符,随着全球经济的一体化进程的加快,目前甲壳素纤维正在得到不断的应用和蓬勃的发展。
甲壳素纤维的发展历史悠久,如今对它的研究力度也随着时代的进步而逐步加大,本文主要介绍了甲壳素纤维的历史、原理和应用。
关键词甲壳素;甲壳素纤维;历史;应用;前景1 甲壳素纤维的发展概述甲壳素纤维即用甲壳素制成的纤维,而甲壳素的研究由来已久:1811年,法国一位研究自然科学史的H.Braconnot教授,用温热的稀碱溶液反复处理蘑菇,最后得到一些纤维状白色残渣,他以为从蘑菇中得到了纤维,并把这种来源于蘑菇的纤维称之为Fungine,意即真菌纤维素。
1823年,又一位法国科学家A.Odier从甲壳类昆虫的翅膀中分离出同样的物质,他人为此物质是一种新型的纤维素,使命名为Chitin。
1843年,法国的A.Payen发现Chitin与纤维素的性质大不相同,同年,法国人ssaigne发现Chitin中含有氮元素,从而证明Chitin不是纤维素,而是一种新的具有纤维性质的化合物。
1878年,G.Ledderhose从Chitin的水解反应液中检测出了氨基葡萄糖和乙酸。
1894年,E.Gilson进一步证明了Chitin中含有氨基葡萄糖,而后来的研究表明,Chitin是由N-乙酰氨基葡萄糖缩聚而成的,或者说组成Chitin的单体是N-乙酰氨基葡萄糖。
[1]1930s,不断出现用X射线衍射和红外光谱法研究甲壳素的晶体结构的报道。
1963年,Rudall根据X射线衍射光谱得到的结果,提出了甲壳素存在着α、β、γ三种晶型。
甲壳素纤维的结构和性能1. 1 甲壳素的发现历程和命名1811年,法国一位研究自然科学史的H. Braconnot 教授,用温热的稀碱溶液反复处理蘑菇,最后得到一些纤维状的白色残渣,他以为从蘑菇中得到了纤维,并把这种来源于蘑菇的的纤维称之为Fungine,意即真菌纤维素。
1823年.又一位法国科学家A. Odier从甲壳类昆虫的翅膀中分离出同样的物质,他认为此物质是一种新型的纤维素,使命名为Chitin。
1843年,法国的A. Payen发现Chitin与纤维素的性质不大相同。
同年,法国人J. L. Lassaigne发现Chitin中含有氮元素,从而证明Chitin不是纤维素,而是一种新的具有纤维性质的化合物。
1878年,G. Ledderhose从Chitin 的水解反应液中检出了氨基葡萄糖和乙酸;1894年,E. Gilson进一步证明了Chitin中含有氨基葡萄糖,而后来的研究表明,Chitin是由N-乙酰氨基葡萄糖缩聚而成的,或者说组成Chitin的单体是N-乙酰氨基葡萄糖。
从1811年发现Chitin到研究清楚其结构,前后几乎用了将近100年的时间。
Chitin这个词是由希腊文衍变而来的,意即“被膜、铠甲”。
Chitin 译为中文,叫甲壳素。
甲壳素是由N-乙酰-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖以β-1,4糖苷键形式连接而成的多糖,也就是N-乙酰-D-葡萄糖胺的聚糖。
1. 2 甲壳素的存在地球上存在的天然有机化合物中,数量最大的是纤维素,其次就是甲壳素,前者主要由植物生成,后者主要由动物生成。
估计自然界每年生物合成的甲壳素将近100亿吨。
甲壳素亦是地球上除蛋白质外数量最大的含氮天然有机化合物。
仅此两点,就足以说明甲壳素的重要地位。
2.1甲壳素纤维的结构分析经结构分析,甲壳素是自然界中唯一带正电荷的一种天然高分子聚合物,属于直链氨基多糖,学名为[(1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖],分子式为(C8H13NO5)n,单体之间以β(1→4)甙键连接,分子量一般在106左右,理论含氮量6.9%。
甲壳素行业分析甲壳素是一种多糖类生物高分子,在自然界中广泛存在于低等生物菌类,藻类的细胞,节支动物虾、蟹、昆虫的外壳,软体动物如鱿鱼、乌贼的内壳和软骨,高等植物的细胞壁等,甲壳素每年生命合成资源可达2000亿吨,是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源,是人类取之不竭的生物资源.甲壳素是自然界中唯一“带正电荷的天然活性产物”,被誉为除糖类、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质之外的“人体第六生命要素”,在人体的生理活动中起到非常重要的作用.广泛用于食品、医药、化妆品、生物工程、造纸、化工、农业、饲料、纺织、印染、卷烟、污水处理等领域.自20世纪80年代以来,在全世界范围内掀起开发甲壳素、壳聚糖的研究热潮后,世界各国都在加大甲壳素、壳聚糖的开发力度,日本更是走在各国的前列.在美国、韩国、印度、荷兰、挪威、加拿大、波兰、法国等都已能生产.自然界中每年生物合成的甲壳素约有10亿吨左右,是仅次于纤维素的天然高分子化合物,也是地球上最丰富的有机物之一.甲壳素应用甲壳素的应用范围十分广泛,产品大致可分为食品级和工业级两个方面.食品级产品可作为食品添加剂、保健功能食品等;工业级产品的用途则更为广泛,可广泛用于农业、纺织、工业助剂等方面,目前市场上已经出现添加甲壳素的内衣.而甲壳素的衍生物的应用范围则更加广泛,还可用于医用敷料等新材料的用途,另外国内现有研究人员研究使用甲壳素系列产品制成人造眼角膜.1、食品工业食品添加剂:如食品结构形状的控制,优化食品的风味,改善食品的流动性,控制粘度,增加食品中的纤维含量等.壳聚糖与酸性多糖反应,生成壳聚糖的酸性多糖络盐,此络盐呈肉状组织纤维,可作为组织形成剂,与猪肉、牛肉、鱼和禽肉等混合,制成优质和低热量的填充食品,也可通过添加香料、调料和色素等制成各种人造肉,供既喜欢吃肉又不能吃肉的人食用;可作为增稠剂和稳定剂用于蛋黄酱、花生酱芝麻酱、奶油代用品、含沙司罐装食品等;还可以作为调味品、豆腐凝固剂等.功能原辅料:如功能性食品包括降酸食品、减肥食品、肠内微生物群调节食品、补充微量元素食品,抑菌保鲜剂、可食性包装材料或缓释材料等.液体处理剂:饮用水的净化,从废水中回收蛋白质,饮料及酒类的澄清,如澄清糖汁、净化糖蜜、果酒和果汁的澄清,果汁脱酸和防止醋沉淀,降低液体中的总固体含量等.2 医疗卫生甲壳素在医疗卫生方面的用途多以衍生物的形式应用,例如脱乙酰甲壳素等.缝合线脱乙酰甲壳素可制成纤维做手术缝合线使用,在血清、尿、胆汁、胰液中仍保持良好的拉力.在伤口愈合后,缝合线可自动分解被组织吸收.人造皮肤1986年,楼宝成等研制成功人造皮肤,并在临床应用中取得可喜成果,1987年该技术获国家发明专利.这种人造皮肤不致敏、无刺激、无吸收中毒及占位排斥现象,而且透气性能好,还具有止血、抑痛和促进皮肤生长的作用.骨组织、神经组织修复研究表明,脱乙酰甲壳素能促进骨源细胞的分化,并能促进骨骼的形成,可促进再生轴突数目的恢复以及横断面髓鞘面积的增加.止血剂与抗凝血作用相反,甲壳素的某些衍生物具有优良的凝血作用.3 制药方面药物制剂方面含甲壳素60%的片剂可按零级动力学释放药物有效成分,并完全符合药典规定的崩解要求.沢柳等将甲壳素与乳糖、盐酸心得安混合后直接压片,井上等将难容于水的泼尼松与脱乙酰甲壳素混合后直接压片,溶出实验均证明其在胃液中呈零级释放.川岛等用湿法制备甲壳素与阿司匹林颗粒,干燥后压片,此片剂在人造胃液或肠液中均呈缓释性,释放速度与甲壳素的浓度有关.李平等将洛美沙星、明胶与脱乙酰甲壳素制成每片含洛美沙星毫克的药膜,用于治疗口腔溃疡,疗效很好.孙多生应用甲壳素制得微型胶囊的半透膜可以阻止动物细胞抗体蛋白进出,但允许营养物质、代谢产物和细胞分泌的激素等生理活性物质出入,保证了细胞的长期存活.甲壳素还可以作为辅料制成微粒、微囊、粉剂及栓剂等.在发酵及酶工程领域Weir等1993年成功地将难以与发酵液分离的酵母用脱乙酰甲壳素进行了分离.青岛海洋大学刘万顺等将脱乙酰甲壳素作为絮凝剂用于谷氨酸发酵液菌体絮凝技术的研究,发酵液中菌体的去除率达98%以上,此项技术已获国家发明专利.姜涌明等用脱乙酰甲壳素为载体,对木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶及胃蛋白酶进行固定化,其活力回收率分别达47%、50%、74%和55%,酶的稳定性得到明显提高.在细胞工程领域利用动物细胞大规模培养技术,可以制备稀有的生化药物和细胞活性因子等产品.研究证明,脱乙酰甲壳素是一种新型的细胞大规模培养用的优质材料.陈西广等已利用其作为主要原料制成一系列微载体,这种微载体耐高温高压,可湿热除菌.通过细胞培养实验,这种微载体能适宜来源于不同物种的细胞在其表面高密度生长.化学反应的催化剂脱乙酰甲壳素因分子链上具有相邻的羟基和氨基,对过渡金属和稀土金属有选择性螯合作用,形成的配合物能催化某些化学反应.分离膜甲壳素可制成交联膜、共混膜、超滤膜等,在工业中有很大用途.另外,甲壳素在某些混合溶剂中经处理可做超滤膜使用,拉伸强度是铜玢膜的2倍.4 环保应用甲壳素及其衍生物可作为多种助剂应用在工业中,油田污水和炼油废水中往往含有大量的悬浮物、胶体、乳化油珠及细菌.另外,甲壳素及其衍生物在农业方面的使用也有很多优点:可使土壤中有益的微生物——放线菌增加,而使有害菌——镰刀菌Fusarium等减少;消灭根瘤线虫,减少土壤连作障碍;使土壤形成团粒化,改善土壤通气性,排水性和保肥力.因而促进根部发育,使根毛增加,增加营养吸收.甲壳素的行业发展分析甲壳素和壳聚糖由于其天然无毒和在许多领域的广泛用途,已引起许多国家的重视,现已成为最热门的研究领域之一.甲壳素资源的供应自然也成为人们关注的热点.就国内而言,目前壳聚糖的年产量约200t,远不能满足市场需要.甲壳素需求分析及预测全球几乎所有的国家均在研究开发甲壳素,每年发表的论文报告上万篇,有的国家平均每3天就申报一项甲壳素应用专利.甲壳素已是一种内涵丰富、前景广阔的全球化和高新技术化的物质,已成为世人瞩目的前沿学科领域.若干年后将形成数百亿美元的市场.面对世界性的甲壳素研究开发热和即将到来的甲壳素时代,对于中国来说,是一次机遇和挑战.目前我国的甲壳素研究开发热也正在兴起.全国有数千家科研院所、大专院校和企业从事甲壳素的应用开发,近年全国甲壳素的产量已突破4000吨大关,先后召开各类甲壳素相关的全国性学术会议8次,发表的甲壳素论文报告多达数百篇.甲壳素壳聚糖具有许多独特的化学物理性质,近年来国际上更是十分重视对它的深入开发和应用.目前,国际上应用甲壳质及其衍生物制备的海洋生物材料高科技产品不断推出,应用产品已达五百种以上,美国、日本、意大利、挪威、印度和南朝鲜等国相继建立甲壳质/壳聚糖生产厂,其中日本和美国是主要生产国家,同时又是主要的消费国.在日本现在可以买到添加有壳聚糖的饼干、面条、牛奶以及甲壳质系列保健品.通过对甲壳质和壳聚糖进行化学修饰与改性来制备性能独特的衍生物已经成为当今世界应用开发的一个重要方面.壳聚糖被广泛用于制药,感光材料,食品添加剂,作为金属合剂以及被用于食品果蔬的防腐与保鲜;用甲壳质制备的壳聚糖易溶于水,易被吸收,并且具有抗菌,抗肿瘤和提高植物防御能力等功效;在医药工业,可制成吸收性手术缝合线、创可贴、免疫促进剂.利用其物理机械性能,可制成膜状、胶状、粉状物和润滑剂、抗凝血剂、抗胆固醇剂、抗胃炎剂、酶固定化材料、隐形眼镜、透析膜、药物传送载体、人工肾、人工心脏瓣膜、粘膜止血剂、人造皮肤等众多用途产品.其中最吸引人的应用是利用它们的化学或生物活性性能,如细胞结合和细胞活化性能.也正是因为这些特征,使得甲壳质/壳聚糖及其衍生物的应用领域几乎涉及到日常生活的各个方面.特别是当前国际走向现代化时代,工业突飞猛进,可以预言,甲壳质及壳聚糖可望有朝一日将象塑料一样融合进人们的日常生活,成为二十一世纪的支柱产业之一.甲壳素供需综合分析及预测近年来,由于国际市场壳聚糖需求趋旺,日本和美国等从我国大量购买壳聚糖粗品,生产壳寡糖等产品,再以高科技产品返销我国,获取高额利润.我国有丰富虾蟹壳资源和巨大的壳聚糖制品潜在市场,仅2005年国内对壳聚糖产品的需求量就达到4000吨,而目前的产量远远难以满足国内外急切的市场需求,开发利用前景十分广阔.壳聚糖生产原料来源丰富.我国每年水产加工业的甲壳废弃物约为三万吨,可制取3000吨的壳聚糖.但我国的生产及应用现状远远未达到.福建仅厦门、漳州、泉州三地区的干品蟹壳年资源量可达3000吨,可制取300吨壳聚糖.据了解,每年的5月至9月是生产旺季,甲壳素原料在国内外市场非常紧俏.然而,壳聚糖的规模化生产,目前国内,特别是我国南方迄今尚无出口该产品的生产基地,而国外市场随着对壳聚糖应用开发的长足进步,需求量每年已达2000吨以上,供需缺口较大.根据目前有关方面提供的国际市场情况,今后若干年,仅壳聚糖产品就将有数亿美元的市场.我国市场上已出现近10种以甲壳素为原料制成的功能性保健食品.近几年来,国产甲壳素以其低廉的价格、丰富的产量打入了国际市场,仅美国和日本两个国家,每年就要从中国进口数千吨甲壳素,与此同时,甲壳素的开发利用更是日新月益,2005年就有几十种甲壳素减肥药问世.我们国家有着绵长的海岸线和丰富的内地湖泊,虾蟹壳来源广泛,为甲壳素项目提供了美好的远景.随着甲壳素的需求量不断增大,甲壳素的身价也随之水涨船高,在美国每公斤甲壳素价值260美元,在国内也不低于100元.如此受宠的甲壳素,它的生产原料却非常低廉,存在于各种虾蟹壳中.可是,因为那时人们生活水平不高,虾蟹本身就是一种昂贵的食品,食用量不大,所以虾蟹壳来源也不广.经预测,今后若干年内,甲壳素以及甲壳素衍生物的市场需求旺盛.仅壳聚糖产品就将有数亿美元的市场,因此生产壳聚糖的市场潜力巨大,产品具有竞争能力,销售前景看好.然而,国内的及其衍生物制品的供应不足,因此在稳定批量生产甲壳素和壳聚糖的基础上,进一步加强应用领域的技术开发和投资力度,则其市场供求前景将更为广阔.。
甲壳素纤维发展历史及研究现状作者:吴清凌饶剑辉周雪平来源:《中国纤检》2010年第21期摘要:本文简要分析了甲壳素的化学结构及性能,对甲壳素和甲壳素纤维的发展历史进行了介绍,并探讨了甲壳素纤维当前的开发状况及应用前景。
关键词:甲壳素;甲壳素纤维;绿色纤维;抗菌性能1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)。
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[1-2]。
甲壳素纤维具有抑菌、消炎、止血、促进组织生长等功效[3],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[4]。
此外,甲壳素纤维废弃物可自然降解.对环境不会造成污染。
2甲壳素及甲壳素纤维的发展历史1811年法国研究自然科学史的教授H.Braconnot,用温热的稀碱溶液处理蘑菇,最后得到白色残渣,但他以为那是纤维素,把它称为Fungine,译为真菌纤维素。
1823年,法国科学家A.Odier从昆虫的翅鞘中分离出同样的物质,他认为此物质是一种新型的纤维素,便命名为Chitin,译为中文即甲壳素。
在此后的相当一段时间内,甲壳素的研究工作都由法国人在进行,但是从甲壳素发现后的100年时间里,全世界只有20篇论文发表,而大部分工作都是法国人在做。
甲壳素纤维/棉混纺针织面料的开发甲壳素纤维,棉混纺针织面料的开发纺__识甲壳素纤维/棉混纺针织面料的开发黄学水卢振斌(济南元首针织股份有限公司山东济南250033) 摘要:结合甲壳素纤维/棉纱混纺纱原料的性能,开发设计可贴身穿着的针织内衣面料,设计合理的编织,染整工艺,并介绍了该面料的抗菌性能及物理测试指标.关键词:甲壳素面料开发1前言甲壳素纤维是天然抗菌纤维,它与棉纤维的混不皱不缩,色泽鲜艳,吸汗性纺织物具有坚挺,好,不易褪色及抗菌性优良等特点【1,,.甲壳素纤维抑菌性原理比较复杂,目前主要有以下两种理论:第一甲壳素大分子中的氨基阳离子与构成微生物细胞壁的唾液酸磷脂等阴离子相互吸引, 其结果束缚了微生物的自由度,阻碍其代谢,繁殖;第二低分子量进入微生物能够物细胞内,阻止微生物遗传密码由DNA向RNA复制,从而阻碍微生物繁殖l4】.甲壳素属于碳水化合物中的多1),当甲壳素中的乙酰胺基糖,单元结构见图(在强碱的作用下达到50%以上时,则称为甲壳素 (图2),俗称壳聚糖,化学名为1,4二胺基p—D一葡萄糖,呈浅乳色,具有珍珠般光泽. 通过混纺纱线法可将甲壳素纤维与其它纺织纤维以一定的比例混合后纺成纱线,并进一步加工成各种类型的面料l5】.如我公司采用甲壳素纤维与棉按5/95比例混纺成纱,即可以改善在纺纱过程中由于短绒率增加影响成纱质量的不足,又可以降低纱线成本,而混纺纱不影响甲壳素纤维的抗菌,保健性能.混纺纱主要指标参数见表1. CH2OHCH2OH—o—OHHN—C—CHOHNH,一O一图1甲壳素单元结构图图2,甲壳素表1,J14.5Tex5%甲壳素纤维95%棉混纺纱主要物理指标表2面料设计由于原料95%的棉纤维,面料具有棉产品的手感及吸湿透气性能,同时由于甲壳素纤维具有较好的抑菌性能,适合婴幼儿服装,女士内衣等可贴身穿着的针织内衣面料.又由于甲壳素纤维价格较高,为降低成本,可局部应用于内衣内侧, 三角裤底档等部位.l7一发一…开……究一一…缈2.1编织工艺设计根据以上所述,产品为贴身穿着,设计时以其抗菌性能和舒适性能为主要设计点,如采用1+1罗纹,棉毛,单面覆盖关系的汗布(gbN为棉或其它再生纤维素纤维,内侧为棉甲壳素纤维混纺纱)等. 1+1罗纹面料弹性较好,适合于针织内衣生产,以l+1罗纹弹力面料为例,介绍一下其生产工艺及注意事项.采用l8针/25.4mm日本罗纹机(型号LDR), 采用J14.5TEX甲壳素/棉混纺纱,线圈长度 235mm/100个线圈,下机克重120g/m2.纱线张力一般控制在3—8g为宜,过大易产生破洞;太小, 不易开车,也易出现漏针.车速1418r/min,车速不宜超过20r/min,否则易出现破洞. 2.2染整工艺设计一般说来,甲壳素产品中,甲壳素的含量,随着颜色的加深而越来越少,即其抗菌性能也将逐渐降低.故在设计和生产甲壳素产品时,一般为生产白色或浅色产品.工艺流程如下:轻氧漂一染色一柔软(柔软剂AQ88)一烘干一预缩整理一光坯.若染深色产品时,由于甲壳素纤维与棉纤维在结构和性能上存在差异,染料在这两种纤维上的上染速率不同,导致甲壳素与棉的同色性较差.可采用 3一氯2一羟丙基氯化铵阳离子醚化剂,在碱I生介质中对棉纤维进行阳离子化改性处理,可采用活性染料对甲壳素/阳离子改性棉进行一浴法染色l6,. 2.2.1阳离子化预处理工艺工艺处方/(g/L)化学改性剂氢氧化钠处理温度/?处理时间/min浴比2.2.2染色处方/(g/L)活性红B3BF/%(owf)纯碱氯化钠浴比l820,705,2540,800,601:201l0401:50染色工艺曲线如图3示..水l洗图3染色工艺曲线图3面料物理指标及抑菌效果测试织物的甲壳素含量是决定抗菌性能的主要因素,当甲壳素含量为2.5%以上时,其棉织物和涤棉混纺织物的染色或漂白产品均具有明显的抗菌性能,且这种抗菌性能来自于甲壳素纤维,故具有耐久性[81.经检测,甲壳素棉混纺罗纹弹力面料抗菌性能见表2.织物共它眭能测试指标见表3. 表2织物抗菌性能测试表金黄色葡白色试验菌种大肠杆菌萄球菌念珠菌抑菌率(%)386042表3织物物理测试指标检验项目国标榆验结果弹子顶破强力(N)?240410起球(级)?34耐冼暾(级)变色?35沾色?34-5耐裁瘦(级)变色?34-5沾色?2—34-5而,j=霰(级)干摩?34—5湿摩?2-34-5PH值4.0-7.56.8甲醛含量(mg/kg,?75(20(下转第34页)洗浴就足够了,而且皂洗效果不受盐浓度及水硬度的影响,即使适当降低皂洗温度仍可获得较好效果.该助剂在酸,碱性条件下均具有活性,对水解染料的亲和性极强,能防止回沾,它用在洗涤工艺中能大幅度地缩短皂洗流程,既省时,又节约了25%水和能量,增加了洗涤加工的生产能力,解决了生产中的洗涤瓶颈.除此之外,该助剂还给予一个高的牢度一致性和重现性. ASUTEX的ASUGALALBI可减少分散染料染色后的皂冼过程,具有强大的分散和防再沾色能力.上海联碳化学有限公司的防沾污皂洗剂LTF —Sl000适用于阳离子染料,分散染料染色的皂洗工艺,对阳离子染料有很好的螯合性,对分散染料有很好的分散性,能有效防止白地沾污,且对色光无影响.浙江日华化学有限公司开发的活性染料皂洗剂ESKUDOR一00l是一种特殊阴离子活性剂,浮色去除性好,硬水时色牢度良好. 随着科技的发展,新型染色助剂将越来越多,更多符合节能减排方向的研究成果将应用于生产中,印染助剂的应用对生产工艺,纺织品的质量和成本,生态环境都有重要影响,因此新型助剂的研发要立足于循环经济,有利于清洁生产,节能降耗,有利于提高产品的质量. 参考文献[1]金阳.新型常温皂洗剂及其工艺探讨.纺织导报--2009--0;3.[2]许益.染色助剂未来一高效,环保,经济.纺织导报一20o1--04.[3]唐增荣.印染助剂的选用与纺织品色牢度.印染助剂.2007--l1.[4]但为华.王坤余.《轻化工清洁生产技术》.中国纺织出版社.2008--01.(上接第18页)4结束语甲壳质纤维具有优异的安全性,独特的生物医学性能和良好的舒适性能,维护皮肤表面良好的微生物平衡和微气候舒适状态,是理想的贴肤纤维材料.由于甲壳素纤维价格较高,一般服用织物可控制在5%左右即可,但最好不要低于2.5%.否则会影响织物的抗菌效果.甲壳素纤维带有正电荷,上染速度快,所以对棉纤维进行阳离子改性,能够显着提高棉纤维活性染料的上染速率及上染百分率I91.甲壳素/改性棉织物用活性染料一浴法染色后,染色牢度和同色性良好.参考文献[1]蒋挺大.壳聚糖[M].北京:化学工业出版社 2001:49—151.34[2]贺俊胜.甲壳素纤维的开发与应用[J].广东化纤,1995,(3):30--32. [j]董瑛,李传梅,韩杨.甲壳素纤维抗菌织物的染整工艺[J].印染,2003,29(2):25—28.[4]翁毅,李芬芳运用壳聚糖整理生产抗茵保健纺织品[J]《针织工业》,2003,5:11|一112. [5]秦益民.纺织用甲壳素纤维的研究进展[J].合成纤维.2006.2(35):6-9. [6]宋心远,沈煜如.活性染料及其染色的近年进展 (一)[J].印染,2002,(2):45—50.[7]贾维妮,李景川,周峻峰,等.棉的阳离子改性及其染色工艺研究[J].印染助剂,2005,20(3):26—29. [8J董瑛.甲壳素纤维抗茵织物的染整工艺[J】.浙江印染信息与技术.2003(7-8)74-77. [9]周晓东,朱平,王炳,董朝红,盏冰冰.甲壳素/棉混纺织物的染整加工[J],印染,2007.2:15--15.。
2023年甲壳素行业市场分析现状甲壳素行业是一个相对新兴的市场,主要包括生物质素、壳纤维素和壳聚糖等产品。
随着人们对可持续发展和环境保护意识的提高,甲壳素行业迎来了快速发展的机遇。
本文将从市场规模、发展趋势、竞争格局和前景展望等方面对甲壳素行业的现状进行分析。
首先,从市场规模来看,甲壳素行业的市场规模正在快速扩大。
据统计,截至2021年,甲壳素行业产值已经超过100亿元,预计未来几年将保持20%以上的年均增长率。
主要是因为甲壳素作为一种绿色、可再生的资源,在食品、医药、化工、农业等领域有广泛的应用前景。
其次,甲壳素行业的发展趋势主要体现在产品结构的优化和技术的创新。
随着人们对健康食品和高附加值产品的需求增加,甲壳素行业开始向功能性食品、医药健康和生物材料等领域拓展。
同时,技术的不断创新也为甲壳素行业的发展提供了动力,例如,利用微生物发酵和超声波提取等新技术可以高效地提取甲壳素。
再次,甲壳素行业的竞争格局较为分散。
目前,国内外都有一些大型企业涉足甲壳素行业,如日本的大和川澄、美国的陶氏化学、韩国的SK集团等。
此外,还有一些中小型企业专注于甲壳素行业的细分领域,如生物质素领域的上海荣科、壳聚糖领域的上海富元等。
虽然市场竞争较为激烈,但由于甲壳素行业发展的速度较快,仍存在较大的市场空间供企业发展。
最后,展望甲壳素行业的前景,可以看到它具有广阔的应用前景和发展潜力。
首先,在食品领域,甲壳素可以作为可溶性膳食纤维,具有降血脂、降血糖、抗菌等多种功能,可以应用于调味品、乳制品、面包等产品中。
其次,在医药健康领域,甲壳纤维素具有药物缓释、肠道保护等功能,可以用于制备各种口服或控释药物。
此外,甲壳素还可以作为生物材料,用于制备膜材和药物载体等。
综上所述,甲壳素行业市场正在迅速扩大,发展趋势主要体现在产品结构的优化和技术的创新。
尽管竞争格局较为分散,但市场依然存在巨大的发展空间。
展望未来,甲壳素行业有望在食品、医药、化工等领域取得更大的突破,成为一个具有重要影响力的行业。
甲壳素纤维的发展--浅谈甲壳素纤维的现状与发展前景沈瑞学号0801011079(武汉纺织大学服工082 湖北武汉 430073)摘要:进入21世纪后,全球消费市场对绿色环保要求越来越高,甲壳素作为绿色环保的新材料已应用于纺织服装业。
甲壳质纤维环保,抗菌等特点正被人们越来越多的利用。
医药卫生方面更是被广泛的运用。
关键词:甲壳素纤维,抗菌,环保,开发作者简介:沈瑞(1988- ),女湖北荆门人,学生,服装设计与工程现今社会科技的飞速发展及全球经济一体化带来的消费意识和方式的变化,在不断地在影响着纺织品的色彩,质地,风格等流行方向,是纺织面料和服装的时尚感比其他消费品都强,现代服装进入了一个以质取胜的时代。
[1]1.关于甲壳素的概述地球上存在的天然有机化合物中,数量最大的是纤维素,其次就是甲壳素,前者主要由植物生成,后者主要由动物生成。
估计自然界每年生物合成的甲壳素将近100亿吨。
甲壳素亦是地球上除蛋白质外数量最大的含氮天然有机化物。
仅此两点,就足以说明甲壳素的重要地位。
甲壳素广泛存在于甲壳纲动物虾和蟹的甲壳、昆虫的甲壳、真菌(酵母、霉菌)的细胞壁和植物(如蘑菇)的细胞壁中。
甲壳素是白色或灰白色无定形、半透明固体、分子量因原料不同而有数十万至数百万,不溶于水、稀酸、稀碱、浓碱、一般有机溶剂,可溶于浓的盐酸、硫酸、磷酸和无水甲酸,但同时主链发生降解。
甲壳素生物相容性好,活性优异,降解性能良好,吸湿和保湿性佳。
另外,甲壳素/醋酸纤维素共混纤维用于香烟滤咀可大幅度降低焦油含量。
[2]2.甲壳素纤维的发展概况早在20世纪60年代末,富士纺公司的研究人员就对甲壳素进行了研究。
这些天然材料来源广泛且安全无毒性,特别适合制作绷带类的产品,能加速伤口的愈合,并且通过动物试验证明:这种新型的材料对由细菌引起的感染具有比普通抗菌素相同或更好的疗效。
20世纪90年代初期,日本最先利用甲壳素纤维的特性,制成与棉混纺的抗菌防臭类内衣和裤袜,深受广大消费者的青睐。
其后,日本织物加工公司与旭化成纺织品公司合作,开发了既能吸汗又能防水透湿的材料,这种材料以具有无数细孔的聚氨酯布作中间层,并通过对接触皮肤的一侧加涂甲壳素涂层,外表粘合一层锦纶织物基布制作而成。
由运动产生的汗水被棉纱及甲壳质层迅速吸收并通过透湿防水层向外扩散。
甲壳质还有抗菌防臭的性能。
因此这种新型运动服解决了运动出汗闷热的不适感。
[3]日本富士纺织公司开发了一种适合婴儿服面料的高湿模量粘胶纤维。
这种纤维在制造过程中加入了具有保湿抗菌成分的甲壳素,可抑制微生物的繁殖,对皮肤过敏者有预防效果。
用这种材料制成的服装或床上用品,对人体无刺激,对皮肤的亲和性较好,临床经验也证实它对预防过敏性皮炎有效。
甲壳质纤维具有优异的安全性、独特的生物医学性能和良好的舒适性能,维护皮肤表面良好的微生物平衡和微气候舒适状态,是理想的贴肤纤维材料。
[4]与国外相比,我国开发研制甲壳素纺织品的工作起步较晚。
中国是1952年开展甲壳素试验的,先是上海,后来是青岛等沿海城市,1954年发表第一篇实验报告。
20世纪90年代是我国甲壳素、壳聚糖研究和开发的全盛时期,到90年代中期,全国有上百家大专院校和科研单位投入到甲壳素的研究和开发中来。
1991年东华大学研制成功甲壳素医用缝合线,接着又研制成功甲壳胺医用敷料(人造皮肤)并已申请专利。
1999年至2000年,东华大学研制开发了甲壳素系列混纺纱线和织物并制成各种保健内衣、裤袜和婴儿用品。
2000年在山东潍坊,世界第一家量产纯甲壳素纤维的韩国独资企业投入生产,月产3吨。
除上海之外,北京、江苏、浙江等省市的有关厂家也开发了甲壳素保健内衣或床上用品,并已推向市场。
甲壳素纤维与人体皮肤汗液接触时可激活体液中的溶菌酶,防止微生物有害细菌侵入体内,具有抑菌洁肤、吸湿透湿、舒适健康的作用效果。
[5]。
医学上长使用它来制造人造皮肤,止血材料以及外科手术缝合线等。
纺织服装界则用它作为防雨剂,吸湿剂和防雾防雾剂。
[6]随着对甲壳素原料及其衍生物制备工艺的改进和纺丝技术的提高,甲壳素纤维必将得到更广泛的应用。
其他纤维混纺生产出一种衣料,用这种衣料制成的防风运动衣和高尔夫球帽,既吸汗又防臭。
甲壳素纤维是天然抗菌纤维,它与棉纤维的混纺织物具有坚挺、不皱不缩、色泽鲜艳、吸汗性好、不易褪色及抗菌性优良等特点。
甲壳素甲壳素具有增色和固色的作用,可作为直接染料和硫化染料的固色剂,提高染料对织物的染色效果,改善色泽,提高色牢度。
甲壳素纤维含量达5%以上时产品抗菌、抗毒、抗真菌所达到的百分率。
案例一:天然甲壳素护肤服饰商品上海海螺服饰有限公司推出的、国内首创的天然甲壳素护肤服饰商品已经在上海亮相,满足了消费者的时尚需求。
海螺首创的天然甲壳素护肤服装饰品采用的是国际最新甲壳素技术,由龙头股份生物技术公司提供。
采用甲壳素技术的这一类服装具有抑制霉菌生存和生长的功能,对人体的皮肤起到保湿、吸湿快干等综合护理作用。
案例二:甲壳素纤维抗菌衫在深圳第79届全国针棉织品交易会上,红豆集团首次推出的填补我国空白的高科技新产品一一甲壳素纤维抗菌型侧血衫吸引了来自国内外参会客商的目光。
这一产品具有长效的菌防臭效果,是夏季最理想的保健服装。
保健型甲壳素纤维T恤衫是甲壳素在使用领域上的一次延伸,由于产品具有抗菌、抑菌、防臭等特点,特别适合在高温潮湿的夏季穿着。
另外,甲壳素纤维对金黄色葡萄球菌、大肠艾希氏菌和白色念珠菌等均有抑制作用,特别对革兰氏阳性细菌效果显著。
[7]案例三:新一代防水透气衣着材料—甲壳素纤维织品日本旭化成纺织品公司利用甲壳素制成了新一代防水透气衣着材料,取名为甲壳素纤维织品。
利用甲壳素及其衍生物壳聚糖作成复合材料,制成衣服,可以很好地解决防水透气问题。
这种织品是三层结构的复合材料,贴近皮肤的一层涂复甲壳素,中间是由微孔聚氨醋或聚丙烯组成的透溶层,最外面是一层防水基布。
三层结构的甲壳素纤维织品经用浸渍法试验,并与普通纤维进行对比性试验结果表明,甲壳素的吸水性比普通纤维高1.8倍,甲壳素衍生物的吸水性则比普通纤维高2倍,甲壳素纤维织品的吸水性比普通纤维好。
经过10次洗涤试验证明,这种织物仍可保持良好吸水性能,且甲壳素纤维织品的抗菌性能也很好。
[8]据日本纤维制品卫生加工协会检测,对抗菌防臭加工品菌数测定法检测,各项指标都达到了要求。
甲壳素是从生物中提取出来的天然物质,因此与人体接触时会感到柔软贴切,特别舒服。
用它可以做运动衣、防雨服、各种时装。
现在日本正在大力开发虾蟹甲壳透气材料。
3.甲壳素的发展前景面对我国加入“WTO”后的“绿色”挑战、环境保护及可持续发展已使发展“甲壳素系列产品”成为当务之急。
甲壳素是近年来世界各国都在开发的机能性保健品,它具有很好的生物活性、生物相容性及生物可降解性,用于纺织服装方面具有天然的吸湿透气、手感柔软、抑菌防臭、舒适健康的理想效果。
甲壳素是21世纪的新材料,它在纺织服装领域有很大的发展前景,它对人类社会的发展与进步有着巨大的作用。
甲壳素是地球上仅次于纤维素的第二大生物资源,是用之不竭的生物资源。
全球几乎所有的国家均在研究开发甲壳素,每年发表的论文报告上万篇,日本平均每3天就申报一项甲壳素应用专利。
[9]甲壳素的商业产品已遍布全球,其应用领域已拓展到工业、农业、环境保护、国防、人民生活等各方面,无所不包,产业渗透性之大,应用领域之广,获利之丰厚均超过其他资源产业。
人类创造了现代文明,同时也破坏了自然生态平衡,人类赖以生存的自然环境日益恶化。
甲壳素纤维的原料采用人们废弃的虾,壁虎类,不仅不会对环境资源造成危害而且可减少这类废弃物对环境的污染。
[10]由甲壳素纤维制成的各类服装对人的身体具有一定的保健功能,比其他纤维制成的服装的保健性更有应用前景。
甲壳素纤维具有现今纤维不具备的生理功能,被誉为人体健康所必需的第6生命要素。
这对于解决困扰人类社会已久的”现代文明病”,保障人类健康,提高人类的生存发展质量具有重大意义。
总之,发热和即将到来的甲壳素时代。
对我国纺织服装业来说,这是一次机遇和挑战。
目前我国的甲壳素研究开发也正在兴起。
全国有数千家科研院所、大专院校和企业从事甲壳素的应用开发,近年全国甲壳素的产量已突破4000t大关,年销售额超过20亿美元,先后召开各类甲壳素相关的全国性学术会议8次,发表的甲壳素论文报告多达数百篇。
但是,我们的甲壳素开发技术水平不高,产品档次低,研发重复,产业化水平仍处于初级阶段。
我们期待我国政府、科技界、企业界的积聚力量,确定我国甲壳素事业发展的最佳途径和目标,明确甲壳素产业发展重点和应采取的保障措施,以坚实的步伐迎接甲壳素时代的到来。
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