壳聚糖
壳聚糖的化学名称
壳聚糖的化学名称
壳聚糖的化学名称为N-乙酰葡聚糖，是一种天然的多糖类化合物。
它由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成。
壳聚糖在自然界中广泛存在，包括虾壳、蟹壳、贝壳等海洋生物的外壳中。
壳聚糖具有多种独特的化学性质和生物功能。
首先，壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性，可被人体内的酶降解成无毒的物质，不会对人体造成任何不良反应。
其次，壳聚糖具有优秀的吸附性能和离子交换性能，能够吸附和去除水中的金属离子、染料、有机物等污染物。
此外，壳聚糖还具有良好的膜形成性能，可用于制备膜材料，广泛应用于水处理、生物医学、食品工业等领域。
壳聚糖还可以通过化学修饰或改性得到不同的功能材料。
例如，通过引入阳离子官能团，可以制备具有吸附和杀菌功能的壳聚糖材料；通过引入羟基磷酸根，可以制备具有骨组织工程应用潜力的壳聚糖材料。
此外，壳聚糖还可以与其他功能材料复合，形成具有多种功能的复合材料，例如壳聚糖/明胶复合凝胶用于药物缓释、壳聚糖/纳米颗粒复合材料用于生物成像等。
壳聚糖作为一种重要的天然多糖类化合物，具有多种独特的化学性质和生物功能，广泛应用于水处理、生物医学、食品工业等领域。
通过化学修饰和复合等手段，可以获得不同功能的壳聚糖材料，为解决环境污染、药物缓释、组织工程等问题提供了新的思路和方法。
壳聚糖的研究和应用前景广阔，对于推动相关领域的发展具有重要
意义。
壳聚糖
性质
主要物理性质
不能完全溶解于水和碱溶液中，但可溶于稀 酸，游离氨基质子化促进溶解。溶于稀酸呈 粘稠状，在稀酸中壳聚糖的B-1,4糖苷键会慢 慢水解，生成相对分子质量的壳聚糖。 壳聚糖在溶液中市带正电荷多聚电解质，具 有很强的吸附性。
主要化学反应
酰化反应
羧基化反应
烷基化反应度、相对分子质量、 黏度有关，脱乙酰度越高、相对分子质量越 其他化学反应（如shiff碱反应 接枝共聚反应 小，越易溶于水。 交联反应） 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。
来源
壳聚糖是甲壳素脱N-乙酰基的产物，一般而言，N-乙酰基脱去 55%以上的就可称之为壳聚糖，或者说，能在1%乙酸或1%盐 酸中溶解1%的脱乙酰甲壳素，这种脱乙酰甲壳素被称之为壳聚 糖。事实上，N-脱乙酰度为55%以上的甲壳素，就能在这种稀 酸中溶解。
自然界中的来源
甲壳素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
应用
药物载体 缓释药物 抗菌 功能性药物
1. 提高肽类药物的吸收 2. 制取抗癌药剂
絮凝剂 废水处理
壳聚糖（CHITOSAN）
定义
壳聚糖（chitosan），又名 脱乙酰甲壳素，是自然界广泛 存在的几丁质（chitin）经过 脱乙酰作用得到的，属于高分 子直链型多糖，是自然界唯一 的碱性多糖，壳聚糖作为一种 天然、绿色的环保高分子物质， 具有可生物降解性、可食用性 及生物相容性等特点，且安全 无毒，对环境无公害。
壳聚糖副作用
壳聚糖副作用壳聚糖是一种天然的多糖，广泛应用于医药、食品、化工等领域。
虽然壳聚糖具有许多益处，但使用过程中也存在一些副作用。
下面将详细介绍壳聚糖的副作用。
首先，壳聚糖在医药领域的使用中可能引发过敏反应。
虽然壳聚糖属于天然物质，但个体对其的耐受程度不同，部分人可能对其过敏。
过敏反应可以包括皮肤瘙痒、红肿、呼吸困难等症状，严重的情况甚至可能导致休克等危险情况。
因此，在使用壳聚糖时，需要注意个体的过敏史，并遵循医生的指导。
其次，由于壳聚糖可以增加肠道蠕动和液体分泌，长期大量使用壳聚糖可能导致肠胃不适。
常见的副作用包括腹痛、腹胀、腹泻等。
这是因为壳聚糖在肠道内可吸收水分，形成胶状物质，增加了肠道的负荷和蠕动。
对于容易患有腹泻或消化不良的人群，应避免过量使用壳聚糖，以避免副作用发生。
此外，壳聚糖还可能与其他药物相互作用，影响其药效。
壳聚糖可通过与其他药物形成复合物，影响药物的吸收、分布和代谢。
例如，壳聚糖可与某些药物结合后，减慢药物的吸收速度，导致药效降低。
因此，在使用壳聚糖的同时，需要咨询医生或药师，了解其对其他药物的相互作用，以避免影响疗效。
此外，壳聚糖也有可能对肾脏功能产生不良影响。
大量使用壳聚糖可能增加肾脏负荷，导致肾功能损害。
尤其是对于已经存在肾功能障碍的个体，更需要慎重使用壳聚糖。
因此，在使用壳聚糖前，应先检查肾功能，确保肾脏健康状况良好。
此外，壳聚糖还可能对血液凝固功能产生一定的影响。
壳聚糖具有改善血液流变学特性的作用，可能影响凝血因子的活性，导致血液凝固功能降低。
尤其对于正在服用抗凝药物的患者，应慎重使用壳聚糖，以免影响血液的凝固状态。
综上所述，壳聚糖虽然在多个领域具有广泛的应用，但在使用过程中也存在一些副作用。
常见的副作用包括过敏反应、肠胃不适、相互作用影响药效、肾脏功能损害以及影响血液凝固功能等。
因此，在使用壳聚糖前应谨慎，并请在医生的指导下使用，避免出现不良反应。
壳聚糖
文献综述钟士亮 041511130壳聚糖(chitosan)是甲壳素N-脱乙酰基的产物，是由β-(1,4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖单元和β-(1,4)-2-乙酰胺基-2-脱氧-D-葡萄糖单元组成的共聚体[1]。
而甲壳素是地球上最丰富的高分子化合物之一，每年的天然产量达上百亿吨，仅次于纤维素。
甲壳素与Ca2+是虾、蟹、昆虫的外壳、藻类、菌类细胞壁的主要构成成分[2]。
壳聚糖是迄今发现的唯一具有明显碱性、带正电荷的天然多糖类有机高分子。
壳聚糖分子结构中含有氨基、羟基、氧桥以及富含电子的吡喃环活性基团，通常在生物体内表现出极强的亲和性，同时具有抗菌活性等，但是，壳聚糖结构上大量的羟基和氨基，使得壳聚糖分子间与分子内有强烈的氢键作用，所以壳聚糖不溶于一般溶剂和水，但可以溶解于稀酸，如醋酸，盐酸等，这使得壳聚糖的推广应用受到很大程度上的限制，因此改善壳聚糖的溶解性能特别是改善其水溶性，是壳聚糖改性研究中最重要的方向之一[3-4]。
壳聚糖在生物学和医学上都具有潜在的应用价值。
据报道壳聚糖单体，有许多独特的生理活性，促进脾脏抗体生长，抑制肿瘤细胞[5]；强化肝脏功能，降低血压，吸附胆固醇；在微酸环境中具有较强的抗菌作用和显著的吸湿保湿力；活化植物细胞，促进植物快速生长[6]。
壳聚糖能促进血液凝固，可用作止血剂。
它还可用于伤口填料物质，良好的生物相容性和生物可降解性，还具有消炎、减少创面渗出和促进创伤组织再生、修复和愈合的作用。
壳聚糖结构如下图1.1：图 1.1 壳聚糖的结构式它分子链上的胺基和羟基都是很好的配位基团。
1 壳聚糖的性质1.1壳聚糖物理化学性质1811年法国科学家Braconno提取得到的甲壳素，甲壳素通过脱乙酰化得到壳聚糖，从此人们对它的研究越来越多。
壳聚糖呈白色或灰白色，略有金属光泽，为透明且无定形固体。
在185 ℃下开始分解，不溶于水和稀碱，可溶于大多数有机酸和部分无机酸中，壳聚糖分子中同时存在大量的氨基和羟基，因此可以进行相应的修饰、接枝、以及活化等[7]壳聚糖以其氢键相互交联成网状结构，利用适当的溶剂，可制成透明的的薄膜，壳聚糖的溶液具有粘性是一种理想的成膜物。
壳 聚 糖 介 绍
≥85%, 90%, 95%
粘度(Mpa.S)Viscosity
≤100(1%CTS,1%HAC,25℃)
PH值PH value
7.0-9.0
重金属(pb)（ppm)
≤10
砷（As) (ppm)
≤0.5
细菌总数Total plate count
≤1000/g
大肠杆菌E. Coli
阴性Absent
致病菌Germs
不得检出No finding
包装Packing
10/25Kg纸箱纸板箱Carton
高密度壳聚糖（High Density Chitosan）
高密度壳聚糖
标准Specification(Food grade)
外观Appearance
原白色Original white
几丁质Chitin
标准Specification
外观Appearance
原白色Original white
粒度Particle
片状Slice
水分Moisture content
<10%
灰分Ash content
1.0%; <2.0%
蛋白质Protein
<1.0%
PH（1%）
7-9
包装Packing
10Kg
粒度Particle
80目粉末80Mesh powder
水分Moisture
≤10%
灰分Ash
≤1.0%
不溶物Insoluble
≤1.0%
脱乙酰度Deacetylation (DAC)
≥85%, 90%, 95%
粘度(Mpa.S)Viscosity
壳聚糖的作用和功能主治
壳聚糖的作用和功能主治一、壳聚糖的概述壳聚糖是一种天然聚合物，由壳虫等海洋生物外骨骼中提取而来。
它具有多种生物活性，被广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。
二、壳聚糖的作用壳聚糖具有以下几种重要的作用：1. 抗菌作用壳聚糖具有抗菌作用，可以有效抑制各种细菌和真菌的生长，对炎症和感染有一定的缓解作用。
2. 保湿作用壳聚糖能够增加皮肤的保湿能力，帮助皮肤保持水分，减少水分流失，从而使肌肤更加柔软光滑。
3. 抗氧化作用壳聚糖中含有丰富的抗氧化物质，可以帮助清除自由基，减少氧化应激对皮肤和身体的伤害，延缓衰老过程。
4. 组织修复作用壳聚糖能够促进伤口的愈合和组织的修复，加速皮肤细胞的再生，减少疤痕形成。
5. 抗血栓作用壳聚糖具有抗血栓的作用，可以抑制血小板的聚集，预防血栓的形成，降低心脑血管疾病的风险。
三、壳聚糖的功能主治壳聚糖在医药领域具有多种功能主治，以下列举几个主要的应用领域和作用：1. 临床医学•消化系统疾病：壳聚糖可作为胃溃疡和十二指肠溃疡的辅助治疗药物，具有促进溃疡愈合和保护胃肠道黏膜的功能。
•骨科疾病：壳聚糖可以用于骨折和骨关节炎的治疗，能够促进骨组织的再生和修复，缓解疼痛和炎症。
•眼科疾病：壳聚糖可用于治疗干眼症和角膜炎等眼科疾病，具有保护角膜、润滑眼球和缓解疼痛的作用。
2. 药物传递系统壳聚糖在药物传递系统中具有良好的应用前景，可以作为药物的载体，提高药物的溶解度和稳定性，延长药效时间，增加药物的生物利用度。
3. 化妆品壳聚糖在化妆品中具有多种功能，可以改善肌肤的保湿能力，减少细纹和皱纹的出现，提亮肤色，增加皮肤的光滑度和弹性。
4. 食品工业壳聚糖在食品工业中被广泛应用，可以用作食品的增稠剂、乳化剂、抗菌剂等。
它既可以改善食品的质感和口感，又可以保护食品的安全性和营养价值。
5. 其他领域壳聚糖还可以应用于环境保护、纺织品、造纸业等领域，在环境保护中具有油污吸附和净化水源的作用，在纺织品和造纸工业中具有增强纤维强度和改善纸张质量的作用。
壳聚糖的结构_性质和应用
壳聚糖的结构_性质和应用壳聚糖（Chitosan）是一种重要的生物高分子材料，在生物医学、食品、环境和农业领域有广泛的应用。
它是由葡萄糖与脱乙酰化合而成的线性共聚物，具有多种独特的化学性质和生物功能。
下面将详细介绍壳聚糖的结构、性质和应用。
壳聚糖的性质：1.可降解性：壳聚糖是可生物降解的材料，可以通过酶或微生物的作用在自然环境中迅速降解，不会对环境造成污染。
2.生物相容性：壳聚糖具有良好的生物相容性，能够与生物体组织亲和，不会引起免疫反应和排斥反应，适用于生物医学领域的应用。
3.凝胶性：壳聚糖在酸性溶液中易形成凝胶，可以通过调节pH或温度控制凝胶的形成和溶解，具有良好的胶体稳定性。
4.亲水性：壳聚糖具有较强的亲水性，能够吸附水分并保持水分平衡，可以用于保湿剂和水凝胶材料的制备。
5.电荷性：壳聚糖是一种阳离子高分子，表面带正电荷，可以与带负电荷的物质发生吸附和离子交换反应。
6.生物活性：壳聚糖具有抗菌、抗氧化、促进伤口愈合、增强细胞黏附和生长等生物活性，有助于促进组织修复和治疗。
壳聚糖的应用：1.医药领域：壳聚糖具有良好的生物相容性和生物活性，可以用于制备药物输送系统、伤口敷料、组织工程支架、缓控释药物等。
其独特的凝胶性质可以用于制备药物凝胶和水凝胶材料。
2.食品工业：壳聚糖具有保湿、抗菌和稳定乳化等性质，在食品加工中常用作食品包装材料的抗菌涂层、保湿剂、稳定剂和乳化剂等。
此外，壳聚糖还可以用于食品油脂的净化、脱色和脱臭等处理过程。
3.环境保护：壳聚糖具有吸附重金属离子、有机物和染料等的能力，在环境污染的治理中有广泛应用。
壳聚糖还可以用于水处理、土壤修复、污水处理和废气处理等领域。
4.农业领域：壳聚糖可以作为植物生长调节剂和农药增效剂等农业化学品的新载体和添加剂。
壳聚糖也可以制备水凝胶耕作剂、农药缓控释剂和土壤调理剂等。
总结：壳聚糖是一种重要的生物高分子材料，具有多种独特的化学性质和生物功能。
它在医药、食品、环境和农业等领域有广泛的应用，如药物输送系统、伤口敷料、食品包装材料、环境污染治理和农业化学品等。
壳聚糖的结构与性质研究
壳聚糖的结构与性质研究壳聚糖（Chitosan）是一种天然聚合物，由甲壳贝类的外壳中提取而来。
它具有广泛的应用领域，包括医药、食品、化妆品、纺织品和环境保护等方面。
本文将重点探讨壳聚糖的结构和性质。
一、壳聚糖的结构壳聚糖是由N-乙酰葡萄糖胺和D-葡萄糖胺分子通过1,4-β-型醣苷键连接而成的聚合物。
在壳聚糖结构中，N-乙酰葡萄糖胺的乙酰基部分部分或完全被去除，生成去乙酰壳聚糖。
壳聚糖的分子量范围广泛，从几千到几十万不等。
二、壳聚糖的性质1. 可溶性：壳聚糖在酸性溶液中可溶解，但在碱性或中性条件下会凝胶化。
这种可溶性的特点使得壳聚糖在医药和化妆品领域具有良好的应用前景。
2. 生物相容性：壳聚糖是一种天然的生物大分子，与人体组织兼容性好，可降低药物和化学物质对人体的毒性和副作用。
3. 生物可降解性：壳聚糖可通过微生物酶的作用迅速降解，产生二聚体和单体，最终被人体代谢掉。
这一性质使其成为环境友好的替代材料。
4. 凝胶形成能力：在适当条件下，如酸性pH和低温，壳聚糖能形成凝胶。
这种凝胶具有可调控的孔隙结构和高比表面积，有助于药物包埋和释放。
5. 抗菌性能：壳聚糖具有一定的抗菌性能，可以抑制某些细菌和真菌的生长。
这使得壳聚糖在医药、食品和农业领域有广泛的应用。
三、壳聚糖的应用1. 医药领域：壳聚糖在医药领域的应用包括药物缓释、创伤敷料、骨修复材料和生物胶原膜等。
由于其生物相容性和可降解性，壳聚糖在药物传递系统中得到广泛应用，可以控制药物的释放速率和提高生物利用度。
2. 食品领域：壳聚糖因其结构独特、生物活性和可溶性，被广泛用于食品工业中作为稳定剂、增稠剂和乳化剂等。
此外，壳聚糖还可以用于食品保鲜、防腐和抗氧化等。
3. 环境保护：壳聚糖可用于废水处理，可以吸附重金属离子和有机物，起到净化水质的作用。
此外，壳聚糖还可用于制备生物降解塑料，有助于减少对环境的污染。
4. 纺织品领域：将壳聚糖修饰在纺织品上，可以赋予纺织品良好的吸湿性和抗菌性能，提高穿着舒适度和卫生性。
什么是壳聚糖壳聚糖主要功效和作用机理
什么是壳聚糖壳聚糖主要功效和作用机理壳聚糖是一种具有多种生物活性的聚合物，它由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键链接而成。
壳聚糖可分为两个主要类型：壳聚糖和壳寡糖。
壳聚糖分子较大，分子量较高，壳寡糖则较小，分子量较低。
壳聚糖主要存在于甲壳动物(如虾、蟹、龙虾等)的外骨骼、貉腹、蚕茧、蘑菇等生物体中。
它具有多种生物功能，包括抗菌、抗氧化、抗肿瘤、免疫增强和生物黏附等。
壳聚糖还具有良好的生物相容性和生物可降解性，因此被广泛应用于医药、食品、化妆品及其他领域。
壳聚糖的主要功效包括以下几个方面：1.抗菌作用：壳聚糖具有广谱的抗菌活性，能够抑制多种细菌、真菌和病毒的生长。
其抗菌机理主要有两种：一是通过改变细胞膜结构，影响物质的渗透和转运；二是通过释放出的阳离子与细菌细胞的负离子结合，破坏细菌的结构和功能。
2.抗氧化作用：壳聚糖具有良好的抗氧化活性，可以清除自由基，减少氧自由基对细胞和组织的损伤，起到抗衰老和抗病变作用。
3.抗肿瘤作用：壳聚糖对多种肿瘤细胞具有抑制作用，可以通过抑制肿瘤细胞的增殖、促进肿瘤细胞凋亡和抑制肿瘤细胞侵袭和转移等方式起到抗肿瘤作用。
4.免疫增强作用：壳聚糖能够增强机体的免疫功能，包括增强巨噬细胞的吞噬活性、促进T淋巴细胞的增殖和活化等，从而提高机体对病原体的抵抗能力。
5.保健作用：壳聚糖还具有一定的保健作用，可以调节血糖和血脂水平，改善肝脏功能，促进钙吸收和骨骼健康，调节肠道菌群平衡等。
壳聚糖的作用机理是多方面的，主要包括以下几个方面：1.细胞外反应：壳聚糖可以与细胞外基质结合，形成一种保护屏障，阻止病原体侵入机体。
同时，它还可以与胞外酶结合，抑制其活性，减少组织炎症和损伤。
2.细胞内反应：壳聚糖可以通过与细胞膜融合，改变膜的性质和功能，影响物质的传递和通道的打开。
此外，壳聚糖还可以与细胞内的一些关键蛋白相互作用，调控细胞的生理过程，如调节细胞凋亡、增殖和分化等。
3.免疫系统调节：壳聚糖可以通过与免疫细胞相互作用，提高免疫细胞的活性和功能，促进免疫细胞的分化和增殖，增强机体的免疫反应。
壳聚糖
•
生理活性
1、化妆品专用壳聚糖 化妆品专用壳聚糖具有良好的吸湿、保湿、调理、抑菌等功能；适用于润肤霜、 淋浴露、洗面奶、摩丝、高档膏霜、乳液、胶体化妆品等；有效的弥补了一般壳聚糖 的缺陷。 2、絮凝剂专用壳聚糖 壳聚糖及其衍生物都是具有良好的絮凝、澄清作用。作为饮料的澄清剂，可使悬 浮物迅速絮凝，自然沉淀，提高原液的得率；在中药提取液中，大分子的蛋白质、鞣 酸和果胶，可以用壳聚糖溶液方便地除去，精制出纯度较高的中药有效成份；利用壳 聚糖的吸附性，在水质净化方面有良好的效果。
将甲壳素用浓碱加热处理，脱去乙酰基就得到壳聚糖。由虾、蟹壳制取甲壳素、壳聚糖 的简要流程如下： 5%HCl 10%NaOH 40%～45%NaOH ↓ ↓ ↓ 虾或蟹壳→ 脱 钙 → 脱蛋白→甲壳素 → 脱酰基→壳聚糖 ↓ ↓ ↓ CaCl2、CO2 蛋白质 CH3COONa
将虾、蟹壳洗净干燥后，以5％稀盐酸于室温浸泡2ｈ，除去原料中的碳酸钙，然后 过滤水洗至中性，再置于10％的ＮａＯＨ溶液中煮沸2ｈ脱蛋白，过滤水洗至中性， 干燥即得甲壳素。而后置于45％～50％ＮａＯＨ溶液中，在100～100水解4ｈ或用 40 ％ＮａＯＨ溶液，于（84±1）℃的烘箱中保温17ｈ，然后过滤，水洗至中性，干燥 即得壳聚糖。为加快脱乙酰反应，可进行间断性水洗。
二、水溶性壳聚糖的制备
提出两种降解制备水溶性壳聚糖的新方法: (1)UV-H_2O_2联合 制备水溶性低聚壳聚糖:
(2)在壳聚糖-水异相体系中,磷钨酸催化H_2O_2 制 备水溶性低聚壳聚糖。
降解实验结果表明:两种方法均可以有效地制备 水溶性低聚壳聚糖, 降解产物保持壳聚糖的基本 结构特征。
壳聚糖的应用价值
⑥织物的整理剂。壳聚糖可作为织物的永久整理剂，使织物耐水洗，耐磨擦，具有 固色和增强作用，提高织物的坚牢度，减少皱缩率，并使织物具有滑爽光洁和挺括 的外观和手感。衬领和衣衬垫使用壳聚糖处理后既硬挺又不怕水洗。电线的绝缘包 布用壳聚糖处理后可提高其绝缘性能及热老化性能。 此外，甲壳素和壳聚糖也可制 成具有特殊用途的纤维。 ⑦日用化学品。壳聚糖溶于稀的弱酸中即为阳离子型高分子电解质，它无色无味、 无嗅、无毒副作用，有很高的吸湿和保湿作用，因其含有氨基，与毛、发、皮肤有 很好的亲和、渗透作用，而且还有抗菌作用，因此是一种理想的化妆品用高分子化 合物。可以用于固发剂、头发调理剂、洗发香波、护肤剂、口腔卫生剂等。 此外，壳聚糖在生物大分子物质的回收，以及功能材料方面也有很好的应用。
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3、实验结果及分析
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
②壳聚糖季铵盐的制备
表格 1 The molecular parameter of QCS
Samples Mw (×105) DQ
QCS-1 3.66 20.1
QCS-2 3.83 35.3
QCS-3 3.99 65.2
QCS-3-1 1.41 65.2
3、实验结果及分析
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
Ⅱ、制备壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料 的条件探索 Ⅲ、 载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合 材料结构组装 Ⅳ、 载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合 材料抗菌性能的研究 Ⅴ、 抗菌防霉剂在涂料中的应用研究
3、实验结果及分析
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
1、在低浓度的条件下（抗菌材料质量百
分比为0%、0.01%、0.02%、0.05%、0.1%、
0.2%）将材料压片做抗菌圈实验。
2、在高浓度的条件下（抗菌材料质量百
分比为0%、0.2%、0.5%、1%、2% ）将材
料压片做抗菌圈实验。
2、实验内容及方案
Ⅴ、 抗菌防霉剂在涂料中的应用研究
将抗菌防霉剂加入到粉末涂料中，并喷涂 在专用铁板上，研究抗菌防霉剂对粉末涂料一 系列物理性能（光泽度、强度、附着力、硬度、 柔韧性、颜色等）的影响。
2
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5
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10
deg.
图4 XRD patterns of MMT, OMMT and QCS/OMMT nanocomposites with different QCS amount
3、实验结果及分析
Ⅱ、制备壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料 的条件探索
①制备不同比例的壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料
3、实验结果及分析
Ⅱ、制备壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料 的条件探索
①制备不同比例的壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料
2.18 nm 1.51 nm MMT
Intensity/a.u.
OMMT QCS/OMMT-a-1 QCS/OMMT-a-2 QCS/OMMT-a-3 QCS/OMMT-a-4 QCS/OMMT-a-5
粉末涂料经常会用于气候潮湿、温度适中的环境中，涂
膜表面就有可能受到细菌、霉菌等有害微生物的侵害。 因此，对具有抗菌防霉性能的粉末涂料的研究和开发前 景光明。
1、选题背景 研究的主要原料介绍
壳聚糖
O HO
CH2OH
O O NH2
HO
NH2 O CH2OH O
n
蕴藏量丰富，具有杀菌率高、 安全性好的优点，另外还具有 理想的生物相容性、生物可降
离子更多，电荷密度更大，从而插层的效果更好。
3、实验结果及分析
Ⅱ、制备壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料 的条件探索
②用不同取代度和不同分子量的壳聚糖季铵盐制 备壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料
在图5的X衍射图谱中，对比QCS/OMMT-a-4, QCS/OMMT-c-1 to QCS/OMMT-c-2 ，这三个材料的壳
2、实验内容及方案
Ⅱ、制备壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料 的条件探索
①制备不同比例的壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料
将溶解在水中的壳聚糖季铵盐滴加入分散
在水溶液中的有机蒙脱土中，在微波条件下进
行插层，最后将得到的产物冷冻干燥得到壳聚 糖季铵盐/蒙脱土复合材料。
改变壳聚糖季铵盐和有机蒙脱土的比例，
得到不同比例的壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材
Wavelength/cm
3、实验结果及分析
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
②壳聚糖季铵盐的制备
在不同取代度壳聚糖季铵盐的红外图谱中我们可以看 到，壳聚糖季铵盐在1599cm-1位臵的NH2的特征峰减弱甚 至消失了。同时，壳聚糖季铵盐在1483 cm-1的位臵出现 了一个新的峰（属于甲基基团的季铵盐），在1152 cm-1和 1030 cm-1之间伯醇和仲醇位臵的峰没有变化。 结果表明，ETA作用在壳聚糖C2上氨基的位臵。此外，
2
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图5 Comparative XRD patterns from 1o to 10o of QCS/OMMT nanocomposites including QCS with different Mw and DQ
deg.
3、实验结果及分析
Ⅱ、制备壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料 的条件探索
新型涂料抗菌防霉剂的研制
学 导 师 年 生：方晓斌 师：孙润仓教授、王小英老 级：2009级
1 2 3 4 5
选题背景
实验内容及方案
实验结果及分析 实验的创新点
实验总结
1、选题背景
从2000年开始，大部分发达国家开始对有机溶剂型涂料
设臵了严格的标准，而集装饰、节能、经济、环保性能
于一体的粉末涂料更受欢迎。
①有机蒙脱土的制备： 将蒙脱土分散在水溶液中，在微波条件下 和十六烷基三甲基溴化铵进行反应，最后冷冻 干燥得到有机蒙脱土。
2、实验内容及方案
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
②壳聚糖季铵盐的制备：
1、不同取代度壳聚糖季铵盐的制备：
将壳聚糖分散在水溶液中，在微波条件 下和2,3-环氧丙基三甲基氯化铵（简称ETA）
①有机蒙脱土的制备
图1 MMT和OMMT的XRD图谱
3、实验结果及分析
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
①有机蒙脱土的制备
对于有机蒙脱土OMMT，在4°的峰相对蒙脱土 MMT偏移了一定的角度，通过布拉格方程： 2dsinθ=nλ，可以计算出有机蒙脱土的层间距离为 2.23nm，大于蒙脱土的1.51nm，说明蒙脱土改性成 功。
③对已制备的有机蒙脱土、壳聚糖季铵盐、壳聚
糖季铵盐/蒙脱土复合材料进行表征
1、 用GPC–LLS的方法测定壳聚糖季铵
盐的分子量；
2、对壳聚糖季铵盐进行元素分析，通过
C、N、O的含量计算出壳聚糖的取代度；
2、实验内容及方案
Ⅱ、制备壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料 的条件探索
③对已制备的有机蒙脱土、壳聚糖季铵盐、壳聚
Ⅲ、 载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合 材料结构组装
②对载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料 进行表征 3、对载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合 材料做透射电镜（TEM）的表征，观察其剥离 的情况； 4、对壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料做热 重分析。
2、实验内容及方案
Ⅳ、 载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合 材料抗菌性能的研究
6、对壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料做热
重分析。
2、实验内容及方案
Ⅲ、 载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合 材料结构组装
①制备载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料 将配制好的银氨溶液加入到壳聚糖季铵盐 水溶液中，在微波条件下分别和蒙脱土、有机 蒙脱土进行反应。通过透析、冷冻干燥，得到 载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料。 制备过程中，通过控制AgNO3前驱体的水 平含量得到不同的纳米复合材料。
进行反应，经过透析、冷冻干燥得到壳聚糖
季铵盐。 增大ETA的用量，按上述反应制备得到 三种不同取代度的壳聚糖季铵盐。
2、实验内容及方案
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
②壳聚糖季铵盐的制备：
2、不同分子量壳聚糖季铵盐的制备：
将第一步制备的取代度最大的壳聚糖季
铵盐在微波条件小和一定浓度的过氧化氢反
应，得到分子量较低的壳聚糖季铵盐。控制 微波反应的时间，得到不同分子量的壳聚糖 季铵盐。
糖季铵盐/蒙脱土复合材料进行表征
3、对所有的材料进行FT-IR表征，得到它
们的红外谱图；
4、对所有的材料进行X射线衍射表征，
得到它们的XRD谱图；
2、实验内容及方案
Ⅱ、制备壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料 的条件探索
③对已制备的有机蒙脱土、壳聚糖季铵盐、壳聚
糖季铵盐/蒙脱土复合材料进行表征
5、对蒙脱土、有机蒙脱土和壳聚糖季铵 盐/蒙脱土复合材料做透射电镜（TEM）的表 征，观察其剥离的情况；
当取代度越高时，1483 cm-1位臵的特征峰强度越大。
3、实验结果及分析
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
②壳聚糖季铵盐的制备
Intensity/a.u.
CS QCS-1 QCS-2 QCS-3 QCS-3-1 QCS-3-2
5
10
15
20
25
30
35
deg. 图3 XRD patterns from 5o to 35o of QCS with different Mw and DQ
2、实验内容及方案
Ⅲ、 载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合 材料结构组装
②对载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料 进行表征 1、对载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合 材料进行X射线衍射表征，得到XRD谱图； 2、通过原子吸收法测定不同银含量的壳
聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合材料中银的含量；
2、实验内容及方案
2、实验内容及方案
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
Ⅱ、制备壳聚糖季铵盐/蒙脱土复合材料 的条件探索 Ⅲ、 载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合 材料结构组装 Ⅳ、 载银壳聚糖季铵盐/蒙脱土纳米复合 材料抗菌性能的研究 Ⅴ、 抗菌防霉剂在涂料中的应用研究
2、实验内容及方案
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
聚糖季铵盐分子量是越来越低的。可以看到当分子量比
3、实验结果及分析
Ⅰ、有机蒙脱土和壳聚糖季铵盐的制备
②壳聚糖季铵盐的制备
在图3的X衍射图谱中，壳聚糖的特征光谱是在2θ=11 o
和20.6 o的位臵。而壳聚糖季铵盐在2θ=11 o的峰消失了， 在2θ=20.6 o的峰变宽甚至成了非晶形态。此外，在2θ=7o 处，出现了一个很宽的峰，说明在季铵化过程中，壳聚糖 的结晶结构被破坏后又重结晶。 对比三个取代度的壳聚糖季铵盐，随着取代度的增高， 结晶峰的宽度变大，因此晶粒更小。另外，随着壳聚糖季 铵盐分子量的降低，结晶形态进一步被破坏。