壳聚糖微波辐射交联改性及其成膜

微波辐射用于聚合反应的研究进展摘要：在高分子化学的研究中微波辐射应用范围越来越广，并且效果也很明显，相比于常规加热形式，它能使反应时间缩短，使反应产率得到提升，使能源损耗得到节省，并且所制造出来的产物性能也非常好。

最近几年，随着微波辐射越来越多的在聚合反应中得到应用，文章就其应用研究进展进行了大致论述。

关键词：微波辐射聚合反应研究进展一、微波辐射在天然高分子中的应用微波萃取不但能确保分析对象不改变其化合物形态，并且此种萃取方式还具有溶剂用量少、萃取时间短、投资少、效率高等一系列的优点。

林棋等人使用微波萃取花生壳中的天然黄色素，同时初步研究色素稳定性。

对花生壳中黄色素采取微波萃取的方式，具有溶剂用量少、提取率高、时间短等优点。

作为天然的高分子物质，因为甲壳素的分子链呈现出束状微晶体的形式，并且分子间有氢键，致使其化学反应速率很低。

为使其化学反应活性得到提升，郭国瑞等运用微波辐射使甲壳素及其衍生物的反应性和活性得到极大提升，使羧甲基化反应和脱乙酰基反应的速率加快，并且所形成分子链也很少出现降解。

在微波辐射作用下，关丽等人在氯乙酸的作用下对壳聚糖实行了化学改性，对微波辐射加热作用下的反应温度、时间、投料比等对羧甲基壳聚糖粘度和产率形成的影响进行了一番探讨，并将最佳实验条件得出。

二、微波辐射下制备单分散聚合物Murray等人在密闭容器中使用微波辐射方式对均分散胶体的高分子微球加以制备，使其反应的时间由传统加热的六小时缩短到了一小时之内，并且制备出来的微球具有很好的单分散性。

张文敏等在微波辐射作用下，以十六醇作为助稳定剂，以聚乙烯吡咯啉酮作为稳定剂，以偶氮二异戊酸作为引发剂，以无水乙醇作为分散介质，合成了大粒子的聚苯乙烯，并在透射电镜下对粒子的大小和形状进行观察，最终制备出单分散的聚苯乙烯微球，同时就引发剂浓度对聚合物颗粒的直径分布以及直径所形成的影响进行了探讨。

在微波辐射作用下，包建军等人通过聚合MMA无乳化剂的乳液，将粒径超细、单分散的PMMA制备出来。

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甲壳素壳聚糖锌和砷等元素的离子有明显的吸附滤除作用[1-2]。

壳聚糖Schiff碱的制备及其对金属离子吸附性能研究涂钰娟;周莉;张思嘉;梁龙妹;王泽巩;张斯诺【期刊名称】《广东化工》【年(卷),期】2016(43)22【摘要】文章采用微波辐射技术制备戊二醛交联壳聚糖水杨醛Schiff碱,探究其对铜离子的吸附性能.通过红外光谱仪,热分析仪和扫描电子显微镜对其结构及性能进行一系列表征,同时通过正交实验法考察其反应温度、时间、吸附动力学等影响因素对交联产物吸附性能的影响.扫描电镜分析表明交联改性后壳聚糖的表面明显发生变化,比壳聚糖更加松散,在吸附完成后改性壳聚糖的表面变得严密.由分析热失重可知改性壳聚糖热分解反应是258℃.由吸附动力学曲线可以得出改性壳聚糖对铜离子的吸附符合二级吸附动力学方程.【总页数】4页(P11-13,27)【作者】涂钰娟;周莉;张思嘉;梁龙妹;王泽巩;张斯诺【作者单位】深圳大学化学与环境工程学院,广东深圳518060;深圳大学化学与环境工程学院,广东深圳518060;深圳大学化学与环境工程学院,广东深圳518060;深圳大学化学与环境工程学院,广东深圳518060;深圳大学化学与环境工程学院,广东深圳518060;深圳大学化学与环境工程学院,广东深圳518060【正文语种】中文【中图分类】TQ【相关文献】1.N亚水杨基壳聚糖Schiff碱树脂的合成及其吸附性能的研究 [J], 陈湘平;俞继华2.微波辐射法制备N-亚水杨基壳聚糖Schiff碱及其吸附性能的研究 [J], 温燕梅;李思东;钟杰平;陈洪;章超桦3.Schiff碱型和仲胺型壳聚糖—冠醚对金属离子的络合吸附性能 [J], 谭淑英;唐玉蓉4.香蕉纤维-壳聚糖水凝胶的制备及其吸附\r重金属离子性能研究 [J], 郑丽丽;艾斌凌;郑晓燕;杨旸;钟爽;校导;李雪;盛占武5.壳聚糖基吸附剂制备及其对重金属离子的吸附性能研究 [J], 李振兴;康晓文;黄小雁因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

二甲基亚砜体系改性壳聚糖的制备及其膜性能研究王西;赵珺;吴修利;姜雪;殷立颖【摘要】采用二甲基亚砜(DMSO)体系制备N-琥珀酰壳聚糖.试验考察反应温度、氨基/酸酐摩尔比和反应时间对N-琥珀酰壳聚糖取代度的影响,并对壳聚糖及其衍生物膜的机械性能进行测定分析.结果表明,壳聚糖经碱处理后,当反应温度60℃,氨基/酸酐摩尔比1:2,反应时间6 h,N-琥珀酰壳聚糖取代度最高可达0.61.试验发现:添加甘油的N-琥珀酰壳聚膜机械性能较壳聚糖膜机械延展性能明显增强.%Dimethyl sulfoxide system was used to prepare N-succinyl chitosan. The influences of the reaction temperature, the mole ratio of amino group of chitosan to anhydride and the reaction time on the degree of sub-stitution were investigated respectively. The degree of substitution of N-succinyl chitosan could achieve 0.61 when the chitosan was treated by diluted alkali, the reaction temperature was 60℃, the mole ratio of anhydride to amino group was 1:2 and the reaction time was 6 h. It was found that N-succinyl chitosan membrane me-chanical ductility properties could significantly enhance when glycerol was added to chitosan membrane.【期刊名称】《食品研究与开发》【年(卷),期】2017(038)012【总页数】3页(P17-19)【关键词】N-琥珀酰壳聚糖;取代度;改性膜【作者】王西;赵珺;吴修利;姜雪;殷立颖【作者单位】长春大学食品科学与工程学院,吉林长春130012;长春大学食品科学与工程学院,吉林长春130012;长春大学食品科学与工程学院,吉林长春130012;长春大学食品科学与工程学院,吉林长春130012;长春大学食品科学与工程学院,吉林长春130012【正文语种】中文壳聚糖具有安全无毒，生物相容性好，生物可降解等特点，作为一种对人体无害、环境友好的抗菌材料，广泛用于医疗、家庭用品、食品包装等领域。

壳聚糖的改性研究进展及其应用王浩【摘要】Research progress of chitosan modification in recent years was reviewed.The applications of chitosan and its derivatives as new functional materials in medicine, environmental protection, textile, food, daily cosmetics and other fields were introduced.The development trend of the research and application of chitosan was prospected.%综述了近年来壳聚糖改性的研究进展,介绍了壳聚糖及其衍生物作为新型的功能材料在医药、环保、纺织、食品及日用化妆品等领域的应用,展望了壳聚糖研究应用的发展趋势.【期刊名称】《成都纺织高等专科学校学报》【年(卷),期】2017(034)001【总页数】8页(P187-194)【关键词】壳聚糖;改性;衍生物;应用【作者】王浩【作者单位】安徽农业大学轻纺工程与艺术学院,安徽合肥 230036【正文语种】中文【中图分类】TS102壳聚糖是自然界中含量仅次于纤维素的第二大丰富的生物多糖，主要来自于低等节肢类动物如虾、蟹、昆虫等外壳以及低等植物如藻类、菌类的细胞壁中。

壳聚糖是已知的唯一的天然碱性阳离子聚合物，具有优异的生物官能性、生物相容性、无毒、抗菌性和生物降解性等特点[1-2]，已成为一个新型的生理功能材料而广泛应用于医药、环保、纺织、食品及化妆品行业等领域。

随着壳聚糖及其衍生物的研究工作不断深入广泛，其应用领域也随之不断扩展，有着巨大的潜在市场。

甲壳素由于其分子内、分子间强的氢键作用，构成紧密的晶态结构，其溶解性差，不溶于一般溶剂。

甲壳素和壳聚糖之所以具有重要的理论研究意义和商业价值，在于其分子结构和组成的独特性，它是自然界唯一的碱性多糖，是地球上数量最大的含氮有机化合物。

甲壳素及其衍生物不但具有良好的生物相容性、低毒和生物降解性，还具有许多生物医学功能和药物作用，壳聚糖被誉为人体所需的第六大生命要素。

许多甲壳素及其衍生物产品业已商业化，关于甲壳素／壳聚糖的国际会议每两年召开一次，关于甲壳素的国际性学术专刊“Advance in Chitin Science”也于上世纪九十年代创刊。

甲壳素及其衍生物已经在生命科学、功能材料等领域形成了新的研究和开发热点。

甲壳素和壳聚糖具有较复杂的双螺旋结构，螺距为0．515nm，一个螺旋平面由6个糖残基组成。

甲壳素的结构单元是甲壳二糖，壳聚糖的结构单元是壳二糖。

甲壳素大分子链上分布着许多羟基，N．乙酰氨基和氨基，它们形成各种分子内和分子问的氢键。

甲壳素的结构由于氢键类型不同而有三种结晶体：a一甲壳素，由两条反向平行的糖链组成，通常与矿物质沉积在一起形成坚硬的外壳，如虾蟹的外壳；B一甲壳素由两条同向平行的糖链组成；Y一甲壳素由三条糖链组成，两条同向一条反向。

B和Y一甲壳素与胶原蛋白相联结，表现出一定的硬度、柔韧性和流动性，具有与支承体不同的许多生理功能，如电解质的控制和聚阴离子的运送等。

壳聚糖也存在这样的三种结晶状态。

B一甲壳素在6mol／L的盐酸中会转变为a一甲壳素，a一甲壳素的酰胺I带在1660cm-‘和1630cm-1有特征吸收峰，而B一甲壳素在1630cm-1没有红外吸收峰，因而可用红外吸收光谱便捷的区分两者。

’。

甲壳素中大分子具有稳定的晶体结构，且大分子间存在较强的氢键。

因而具有稳定的物理化学性质。

常温下既不熔融，也不溶于水、稀酸、稀碱和一般的有机溶剂，这给甲壳素产品的加工造成了不便。

目前所发现的甲壳素的溶剂主要有氯化锂／N，N一二甲基乙酰胺(LiCl／蹦Ac)、氯化锂／N_甲基砒咯烷酮(LiCl／N姬)、四氧化二氮／N，N- 二甲基甲酰胺(N20／DMF)、六氟异丙醇／六氟丙醇、甲酸／二氯乙酸、氯乙醇／硫酸、三氯乙酸／二氯乙烷、甲烷磺酸和三氟醋酸等。

微波辐射对材料表面的改性研究材料表面的改性是一项重要的研究领域，它关乎着我们生活中的很多方面。

在这个领域，微波辐射是一种常见的处理方法，它可以用来改变材料表面的物理和化学性质，从而实现各种目的。

在本文中，我们将探讨微波辐射对材料表面的改性研究，包括其原理、应用以及相关的研究成果。

1. 微波辐射的原理首先，我们来了解一下微波辐射的原理。

微波是一种特殊的电磁辐射，它的频率在300 MHz至300 GHz之间。

微波辐射的特点是可以穿透材料并使其中的分子产生热能。

这种热能是由分子的自旋与外加电磁场相互作用而产生的。

由于微波辐射对材料的穿透性很强，因此它可以很好地影响材料表面的物理和化学性质。

2. 微波辐射的应用微波辐射在材料表面改性方面有着广泛的应用。

下面列举几个常见的应用：（1）材料表面的涂层改性一些涂层材料的热稳定性和化学稳定性比较低，可以通过微波辐射来改善它们的性质。

在微波辐射的作用下，涂层材料中的分子振动产生热能，从而使其热稳定性和化学稳定性得到提高。

（2）陶瓷表面的改性陶瓷材料的表面容易受到氧化、硬度下降等问题的影响，可以通过微波辐射来改变陶瓷的表面性能。

在微波辐射的作用下，陶瓷表面会产生非均匀的高温区域，这些高温区域能够使陶瓷材料的表面硬度得到提高，并且使其更加抗氧化。

（3）纳米材料的制备微波辐射在纳米材料的制备中也有着广泛的应用。

在微波辐射的作用下，材料的分子会快速旋转，形成高能态的分子，在分子间发生碰撞时，易于产生化学反应，从而实现纳米材料的制备。

3. 相关的研究成果许多研究表明，微波辐射可以对材料表面的性质产生明显的影响，以下是几个相关的研究成果：（1）玻璃纤维增强复合材料的表面改性一项研究发现，将微波辐射用于玻璃纤维增强复合材料的表面改性可显著提高其力学性能。

经过微波辐射处理后的复合材料表面硬度和抗拉强度都有所提高。

（2）纳米氧化铝涂层的表面改性另外一项研究表明，通过微波辐射处理纳米氧化铝涂层，可以明显改善其耐磨性和耐腐蚀性。