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溶剂纺壳聚糖衍生物/纤维素抗菌纤维的制备与特性研究

庄旭品  
【摘要】:作为一种资源丰富的天然生物高分子,壳聚糖显示出良好的抗菌活性,抗菌谱广。目前新开发的纤维素纤维Lyocell生产工艺是一种将纤维素直接溶解在NMMO/H_2O溶剂中的纺丝过程,对环境不造成污染,且产品性能好,正在替代传统的粘胶工艺。在人们保健意识和环保意识空前高涨的今天,将壳聚糖和纤维素这两种自然界中储量巨大的天然高分子复合制备天然抗菌纤维,具有广阔的应用领域。由于天然壳聚糖分子量很大,并且有紧密的晶体结构,不溶于普通溶剂,因此选择适当的方法对壳聚糖进行改性,使其能与纤维素共溶于NMMO/H_2O溶剂中就显得尤为重要。 基于以上考虑,本文制备了两种壳聚糖衍生物——乙胺羟乙基壳聚糖和乙酸钠壳聚糖,研究了它们在NMMO/H_2O溶剂中的溶解性能和抗菌活性,并探讨了相关影响因素。在此基础上,将乙胺羟乙基壳聚糖或乙酸钠壳聚糖与纤维素共同溶解在NMMO/H_2O溶剂中,研究了此共溶液的溶液特性和可纺性,以及壳聚糖衍生物/纤维素复合膜结构与性能的关系; 最终,以乙胺羟乙基壳聚糖和乙酸钠壳聚糖为抗菌剂,以此壳聚糖衍生物与纤维素的NMMO/H_2O共溶液为纺丝原液,利用Lyocell纺丝工艺,制备出了两种抗菌性纤维素抗菌纤维。论文主要创新工作为: 1.制备了两种在NMMO/H_2O中溶解性能很好的壳聚糖衍生物——乙胺羟乙基壳聚糖和乙酸钠壳聚糖,与壳聚糖相比,二者的抗菌性能均有明显提高。优化了其制备工艺,并对二者结构、溶解性和抗菌性能进行了研究,结果显示:乙胺羟乙基壳聚糖的最佳合成工艺为——羟乙基壳聚糖和氯乙胺投料配比为1:2,反应时间12小时,温度80℃; 乙酸钠壳聚糖的合成最佳合成工艺为——壳聚糖与氯乙酸的质量为在1.3:1,0℃进行反应,产物的羧甲基化度随反应时间延长而增加。 2.将壳聚糖衍生物和纤维素共溶于NMMO/H_2O中,研究了壳聚糖衍生物/纤维素共溶液的流变性能和可纺性,结果表明:乙胺羟乙基壳聚糖和乙酸钠壳聚糖的加入没有改变纤维素NMMO/H_2O溶液幂律流体的流动特性,而且随着壳聚糖衍生物的加入,使得纺丝液的流动特性指数(n)增加,提高了纺丝液的牛顿性,这有利于对纺丝工艺的控制。乙胺羟乙基壳聚糖


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