壳聚糖在棉织物抗菌整理中应用
棉织物壳聚糖衍生物抗菌整理
壳聚糖载银-1227织物天然抗菌剂的整理效应探讨
天 津 美 真 泰 克 化 工 有 限 公 司Tianjin Well-Real Chemical Technology Co., Ltd环保绿色织物抗菌整理剂壳聚糖载银壳聚糖载银-1227 织物天然抗菌剂的整理效应探讨随着社会的发展，人们对抗菌功能性材料日益青睐，对其要求也越来越高，抗菌剂不仅 要求高效、安全，而且还要对环境友好，高效、耐久及安全的抗菌剂开发倍受重视。
传统抗 菌剂如单一种类的无机、 有机或天然生物抗菌剂一般都存在一些缺陷： 无机抗菌剂的典型代 表银盐对细菌的抗菌性能较好， 但对真菌的抗菌性能较差， 并且有些变色， 影响材料的美观， 无法实施到服装类整理上； 有机抗菌剂如有机硅季铵盐的短期杀菌效果好， 但大都耐热稳定 性较差，寿命短，而且对人体有一定的刺激性，对环境也有轻微污染；天然生物抗菌剂壳聚 糖是天然储量丰富的甲壳质的脱乙酰产物， 有很强的生物相容性和可降解性， 壳聚糖分子链 通常含 1%~2%的乙酰胺基，分子中的氨基能和细菌细胞壁表面的阴离子结合，阻碍其生物 合成而起到抗菌作用，但效果不如银和有机抗菌剂。
因此根据以上单一抗菌剂的优缺点，特研制出一款壳聚糖载银-1227 的抗菌剂，对其抗 菌性能的研究结果表明：与单一的壳聚糖相比，其抗菌性能有一定的提高，对织物的白度几 乎不再影响，提高了壳聚糖在织物抗菌整理上的使用性。
1. 实验 1.1 材料与仪器 材料：壳聚糖（青岛金湖甲壳制品有限公司，脱乙酰度 90%，食品级） ，乳酸（分析纯） ， 纳米银抗菌剂（液体） ，柠檬酸（固体，分析纯） ，1227，无纺布。
试剂：大肠杆菌，金黄色葡萄球菌，白色念珠菌，液体培养基。
仪器：电动搅拌仪，超声波清洗器，很稳干燥箱，微生物净化操作台。
1.2 制备工艺 1.2.1 壳聚糖溶液 准确称取粉末壳聚糖，将其置于烧杯中，加少许去离子水浸泡 1h 左右，使其充分浸润， 加入 0.5%乳酸，剧烈搅拌使其完全溶解，静置 30min 过滤得到壳聚糖溶液。
壳聚糖纳米银溶液的稳定性及在织物抗茵整理上的应用
溶液 ； 考察了不同质量 分数 的壳 聚糖溶液对纳米银 的浓度 、 形貌 和粒径 大小 的影 响及纳米银 的稳定性．采用
紫外一 可见 吸收光谱 、原子 吸收光谱 和透射 电子显微镜对所得溶液进行表征 ， 结果表 明，当有壳聚糖存 在时 ，
纳米银 以小 于 ５ ｍ球形粒子稳定分布于壳聚糖溶液 中．随着壳 聚糖 质量分 数的增 大 ， ０ｎ 形成 纳米银 浓度减 小， 但稳定性提高 ， 壳聚糖质量分数控制在 ０ ５ 一 ． ％范 围内， ．％ ０７ 可得 到浓 度较高且稳定性 良好 的纳 米银． 在壳 聚糖和纳米银 的共 同作用下织物具有极好的抗菌性和抗 菌长效性 ． 关键词 壳 聚糖 ； 纳米银 ； 稳定性 ； 抗菌活性
的抗 菌性 来源 于壳 聚糖分 子结构 中 Ｃ 上质 子 化 的氨 基 ．但 在 中性或 偏碱 性 环 境 下 ，由于 质 子 化氨 基 的减少 ， 聚糖抗 菌性 大大减 弱 ］ ｏｎ ｌ 壳 ．Ｈ ａｇ１ Ｗｅ等 ［ 用壳 聚 糖作 为 稳定 剂 制 备 了纳 米 银溶 液 ． 和 ｉ １ 叫采 Ｈｅ 等 认 为壳 聚糖分 子链上 有 大量 的羟基 和氨基 可 与纳 米 银 发生 作 用 ， 以稳 定 纳 米银 颗 粒 ．因此 可 纳 米银 与壳 聚糖 结合 ，既能克 服壳 聚糖 在 中性 或碱性 环境 下抗 菌性 的不足 ，又能稳 定纳米 银溶 液 ． 本 文采用 易 于工业化 的化 学还原 法 ，以硼 氢化 钠为 还 原剂 ，壳 聚糖 为稳 定 剂 ， 壳 聚糖 溶 液 质量 在 分 数 为 ０ １ ～１ 时 ， 备 了壳 聚糖 纳米银 溶液 ， ．％ ％ 制 并考 察 了 ４ ０ｄ内纳 米银 在体 系 中的稳定 性及 对棉织
物 的抗 菌性 和抗 菌长效性 ．
１ 实验 部 分
关于壳聚糖的溶解性以及应用
4.2 综上所述 ，可以看出壳聚糖的应用极为广泛而且前景非常诱人。 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，日本当前 处于各国的前列，是世界上第一个生产壳聚糖的大国。目前美国和日 本年需壳聚糖已达3000t ,50 %需进口。我国从20世纪80年代开始生 产壳聚糖，目前年产量为400 t，主要生产厂家集中在沿海地区。
壳聚糖（脱乙酰甲壳素）是由甲壳素（广泛存在于昆虫、甲壳纲动物 外壳虾、蟹等及真菌细胞壁中是自然界中仅次于纤维素的多糖，地球 上第二大可再生资源）脱乙酰反应后的产品，化学名称为聚葡萄糖胺 (1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，其脱乙酰程度大小由D.D表示。 壳聚糖的外观是白色或淡黄色半透明状固体，但壳聚糖不溶于水和碱 溶液，也不溶于硫酸和磷酸。溶于质量分数为1%的乙酸溶液后形成透 明豁稠的壳聚糖胶体溶液是最重要的性质之一。 壳聚糖无毒、无害，具有良好的保湿性、润湿性，但吸湿性较强，遇 水易分解。其吸湿性仅次于甘油，优于山梨醇和聚乙二醇。 壳聚糖的相对分子质量为10万到30万之间。壳聚糖分子结构与纤维素 相类似，分子呈直链状，极性强，易结晶，但由于熔点高于其自身分 解温度，故不易得到非晶态的壳聚糖。
2.3从分子改性来改变溶解性 分子改性即引入侧链基团从而改变分子结构，改变分子的功能，即结构决定 功能。 原理：为解决溶解性, 除了破坏分子链的结构规整性外, 还可用引入亲水性基 团的方法, 实现水溶性化。下面介绍几种改性方法。 (1)酰化反应：酰化反应酰化反应是甲壳素、壳聚糖化学改性中研究较多的一 种化学反应，在其大分子链上导入不同相对分子质量的脂肪族或芳香族的酰 基，使其产物在水和有机溶剂中的溶解性得到改善。 (2)醚化改性：甲壳素和壳聚糖的羟基可与烃基化试剂反应生成相应的醚，如 羟烷基醚化、羧烷基醚化，腈乙基醚化。羟乙基醚化反应可以用甲壳素碱与 环氧乙烷在高温、高压条件下制备，使产物的溶解性得到很大改善，同时具 有良好的吸湿、保湿性。
壳聚糖和聚丙烯酸在纺织品领域的应用研究进展
壳聚糖和聚丙烯酸在纺织品领域的应用研究进展壳聚糖和聚丙烯酸是两种重要的聚合物，在纺织品领域有着广泛的应用。
本文将对壳聚糖和聚丙烯酸在纺织品领域的应用研究进展进行详细介绍。
首先，我们来介绍壳聚糖在纺织品领域的应用。
壳聚糖是一种天然高分子化合物，具有良好的生物相容性和可降解性，在纺织品的增染、抗菌、防紫外线等方面有着广泛的应用。
壳聚糖的增染性能是其在纺织品领域被重点关注的应用之一。
壳聚糖分子结构中的胺基和羟基可以与纺织品纤维表面形成氢键，从而使染料分子容易吸附在纤维表面上，并提高染料的亲和力和固持力。
研究表明，壳聚糖作为染料助剂可以显著改善染色效果，提高纺织品的色牢度和耐久性。
此外，壳聚糖还具有良好的抗菌性能，在纺织品防菌方面也得到了广泛的应用。
纺织品在制造和使用过程中容易受到细菌和真菌的污染，而壳聚糖具有一定的抑菌和杀菌作用。
研究人员通过将壳聚糖与纺织品进行复合处理，抑制了细菌的生长，有效地提高了纺织品的抗菌性能。
此外，壳聚糖还可以作为纺织品的功能性修饰剂，用于提高纺织品的防紫外线性能。
壳聚糖长链结构中的氨基和羟基可以与纺织品纤维形成交联结构，形成一种具有良好防紫外线性能的保护层。
研究结果表明，壳聚糖修饰的纺织品具有较低的透射率和较高的防紫外线能力，能够有效地阻挡有害紫外线的透过，保护人体不受紫外线伤害。
接下来，我们转向聚丙烯酸在纺织品领域的应用研究进展。
聚丙烯酸是一种具有丰富功能团的合成聚合物，其在纺织品领域的应用主要集中在抗静电、增湿性能以及吸附染料功能方面。
聚丙烯酸的抗静电性能使其成为纺织品中常用的抗静电剂。
静电在纺织品制造和使用过程中经常出现，不仅会影响纤维表面的舒适度，还会引起纺织品的污染和破损。
聚丙烯酸通过与纤维表面形成氢键或离子键，形成一层覆盖层，有效地抑制了纺织品表面的静电生成，从而提高了纺织品的舒适度。
聚丙烯酸还具有良好的增湿性能，在纺织品领域的应用主要是为了提高纺织品的湿润性能。
壳聚糖和多元羧酸对棉织物抗菌防皱整理的影响
效 果明显 ， 而且 经过反 复洗 涤后 其抑 菌率仍然 可达到 ８ 以上． １
关键 词 ：壳聚糖 ；棉 织物 ；抗 菌整理 ；防皱 整理
中图分类 号 ： Ｓ １ ５ ５ Ｔ ９ ． ８ 文 献标识码 ：Ａ
Ａｎｔ－ ｅ ｓ ｎ ｔ－ ｃ ｅ ｉ ｌＦｉ ｉｈ ｏ ｔｏ ｂ ｉ ｓ ｉＣｒ ａ ｅ ａ ｄ Ａｎ ｉＢａ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ Ｃｏ ｔ ｎ Ｆａ ｒ ｃ － －
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浅谈壳聚糖的应用研究进展
2018年06月浅谈壳聚糖的应用研究进展白玉爽刘悦李跃程立（沈阳师范大学化学化工学院，辽宁沈阳110034）摘要：壳聚糖及其衍生物作为一种资源丰富、用途广泛的天然高分子材料,在很多方面都有广泛的应用。
本文对壳聚糖在相关领域的应用及研究进行了综述，并提出了展望。
关键词：壳聚糖；应用；研究进展壳聚糖(Cs)是甲壳素经脱乙酰化的产物，即脱乙酰基甲壳素，又名可溶性甲壳质、甲壳胺。
化学名称为(1,4)聚-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，是由单体通过β-1,4-糖苷键连接起来的直链状高分子化合物。
1壳聚糖及其衍生物的应用1.1在食品方面的应用壳聚糖具有良好成膜性。
果蔬经浸泡或涂抹晾干后，在其表面形成一层无色透明的薄膜，可调节果蔬采摘后的生理代谢、减少水分损失、并对微生物产生抑制作用，减少了致病菌的侵染，提高果蔬的耐驻性。
壳聚糖与酸性多糖反应可生成壳聚糖的酸性多糖络盐，酸性多糖络盐是一种组织填充材料，利用这种功能可以制成有保健效果的仿生肉。
1.2在医疗卫生方面的应用壳聚糖及其衍生物中的氨基葡萄糖或N-乙酰基葡萄糖易与巨噬细胞表面的受体结合，可以促进肿瘤坏死因子的产生，调节生物体的免疫功能。
现下，海绵和纤维、支架和纳米粒子、膜和片及水凝胶等创口敷料类型，均与现下壳聚糖具有一定的关系。
刘起群制备的羧甲基壳聚糖碘仿复合膜剂，其制备工艺简单、质量控制方法稳定可靠、重现性好，能满足临床治疗冠周炎的要求。
周应山等制备了一种壳聚糖水凝胶敷料，其制备的壳聚糖生物相容性好，且没有使用含有毒性的醛类交联剂，有利于创面的愈合。
同时，壳聚糖及其衍生物也具有一定的免疫功能作用。
主要是壳聚糖进入人体内后，其所富有的正电荷能与人体内的负电荷能相互吸引，从而提升患者身体的免疫能力。
1.3在轻纺业方面的应用1.3.1在纺织印染工业方面的应用壳聚糖在纺织品印染过程中,在提高上染速率、固色等方面起关键作用，还可作为天然印花原料。
壳聚糖可用于抗皱性欠好的棉类、真丝、麻类织物等的抗皱整理；对聚酯织物作抗静电整理；由于壳聚糖具有抗菌性,经壳聚糖整理的织物具有抗菌能力，所以还可进行抗菌整理。
壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能对比研究
壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能对比研究1.前言棉织物是一种广泛使用的本底材料，但由于其天然纤维结构的特性，易受细菌、真菌等微生物的侵袭，导致织物的污染和异味。
因此，提高棉织物的抗菌性能是一项重要的研究领域。
本文通过对壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能的对比研究，旨在探讨两种抗菌剂的效果以及相应的机理。
2.壳聚糖的抗菌性能3.银离子的抗菌性能银离子具有广谱抗菌活性，通过与微生物的蛋白质和DNA结合，干扰细胞的正常运作，最终导致细胞死亡。
银离子的杀菌机制主要与其对微生物细胞膜的损伤以及对细胞DNA的影响有关。
银离子在细菌细胞膜上形成孔洞，使细胞内部的重要物质外流，导致细胞死亡；同时，银离子还与微生物DNA结合，干扰其复制和修复过程，进一步破坏细菌的生理功能。
4.壳聚糖和银离子整理棉织物的实验设计在实验中，我们选择了相同质量的棉织物，并将其分为壳聚糖整理组和银离子整理组，分别进行抗菌性能测试。
具体实验设计如下：（1）壳聚糖整理组：将棉织物浸泡于壳聚糖溶液中，进行静置处理，并进行干燥和固化处理。
（2）银离子整理组：将棉织物浸泡于银离子溶液中，进行静置处理，并进行干燥和固化处理。
（3）对比组：未进行抗菌处理的棉织物，作为对比组进行抗菌性能对比。
5.抗菌性能测试方法（1）细菌培养：选择常见的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌两种细菌进行实验。
（2）抗菌性能评价：通过菌落计数法和抑菌率计算法对棉织物的抗菌性能进行评价，比较各组的抗菌效果。
6.实验结果与分析通过对壳聚糖整理组、银离子整理组和对比组棉织物的抗菌性能进行测试和比较，得出以下结论：（1）壳聚糖整理棉织物的抗菌效果较好，菌落计数较对比组明显降低，抑菌率较高。
（2）银离子整理棉织物的抗菌效果优于壳聚糖整理棉织物，菌落计数更低，抑菌率更高。
（3）壳聚糖和银离子整理棉织物的抗菌效果均显著优于对比组，证明了抗菌整理对棉织物的抗菌性能的改善具有显著效果。
7.结论通过对壳聚糖和银离子整理棉织物抗菌性能的对比研究，可以得出如下结论：(1)壳聚糖和银离子均对棉织物具有显著的抗菌效果，可以有效抑制微生物的生长。
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壳聚糖在棉织物抗菌整理中应用
中图分类号：ts 文献标识码：a 文章编号：1007-0745（2012）12-0014-02
摘要：甲壳素（chitin）是天然生物高聚物，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，高等植物的细胞壁等，生物合成的资源量
高达100亿t/a，是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源。
又
由于是纯天然物质，具有很好的生物相溶性，所以世界各国对它的
应用研究十分活跃，在纺织领域，壳聚糖的应用越来越受到人们的
重视，并对其具有的优良性能进行了研究应用。
关键词：甲壳素壳聚糖抗菌多元羧酸季铵类化合物
一、引言
甲壳素有α，β，γ晶型。
α—甲壳素的存在最丰富，也最稳定，
其化学结构为：聚[β（1—4）]—2—乙酰胺基—2—脱氧—d—葡
聚糖。
由于分子链中o……h—o型及o……h --- n 型氢键的作用，
分子间作用力较小，存在着有序结构，导致甲壳素的溶解性能很差，
一般不溶化，也不溶于一般的有机溶剂和酸碱，化学性质非常稳定，
应用范围有限。
当甲壳素经过脱乙酰基反应（脱乙酰度75%—90%）
转变为可溶性甲壳素（chitosan）或称壳聚糖（壳聚胺、几丁聚糖），
其化学结构为：聚〔β（1—4）—2—氨基—2—脱氧—d—葡聚糖〕，
单体之间以β（1—4）苷键连接，分子质量一般在1×105—3×105。
由于游离氨基的产生，溶解性能大为改观，可以溶于有机酸（如甲酸、乙酸等）的稀溶液，以及盐酸等部分无机酸中，同时生成盐，这是壳聚糖首要的性质之一。
使其在工业、农业、医药、化妆品、环境保护、水处理等领域有极其广泛的用途。
二、甲壳素（chitin），壳聚糖（chitosan），棉纤维的结构与性能的关系
甲壳素又名甲壳质，他脱去分子中的乙酰基转变为壳聚糖，甲壳素和壳聚糖的结构和纤维素类似。
甲壳质几乎是以小片状或粉状存在，其基本单元结构上存在乙酰胺基和羟基，因而分子间氢键作用比纤维素更强，在一般溶剂中难以溶解，客观上限制了它的推广应用。
壳聚糖在其单元结构上有游离氨基，故其溶解性能较好，反应性也较高。
壳聚糖能溶于乙酸、甲酸、水杨酸、酒石酸、乳酸、苹果酸等有机酸的稀溶液中，也能溶于硝酸、盐酸、磷酸等无机酸中。
一般，分子量越小，脱乙酰化度越大，溶解度越大。
壳聚糖的质量一般以乙酰化度、溶解度、溶液粘度、色泽、灰分等来衡量。
三、壳聚糖的抗菌机理（壳聚糖的抗菌机理归纳起来基本有两种）
1、在酸性条件下，壳聚糖分子中的nh3+与细菌细胞壁所含的硅酸、磷酸酯等解离出的阴离子结合，细菌的自由活动受阻，不能大量繁殖。
2、壳聚糖进一步低分子化。
通过细胞壁进入微生物的细胞内，使遗传因子从dna到ran的转变过程受阻，造成微生物无法繁殖。
四、抗菌整理剂及其抗菌效果
（1）最简单的壳聚糖抗菌整理方法是将壳聚糖溶解于各种稀的有机酸溶液中，然后均匀地施加在织物上，即可获得抗菌效果。
此时各种有机酸与壳聚糖的--nh2，基生成盐式键。
随着壳聚糖浓度的上升，其粘度也增加，则渗透到棉织物内的壳聚糖减少，而大多沉聚在织物表面，影响其杀菌效果。
（2）多元羧酸与壳聚糖复配抗菌
用有机酸合成盐式键的方法，壳聚糖和纤维素之间并没有生成坚牢的化学键，因此其耐洗性很有限；其次，经碱处理后，会生成游离的壳聚糖，从而失去抗菌性。
随着多元羧酸在棉织物免烫整理中取得的可喜进展，理所当然地想到，应用多元羧酸（如btca或ca 等）作为壳聚糖的新溶剂（生成盐式键），同时，多元羧酸又有与纤维素和壳聚糖上的羟基产生共价键的可能，不仅做到了多元羧酸固着了壳聚糖，又实现棉织物的免烫和抗菌整理的两种功能。
用柠檬酸（ca）作为壳聚糖的溶剂，可起到与棉纤维的交联剂作用。
此酯化反应不仅发生在ca（--cooh）与纤维素（--oh）之间，而且也在（--cooh）与壳聚糖（--oh）间产生。
另外，游离的羧酸酯与壳聚糖上的氨基（--nh2）可形成盐。
以此处理的棉织物具有极佳的抗微生物能力，同时还发现具有很好的抗皱能力。
①用金黄色葡萄球菌作为微生物来测定抗菌性。
经过不同次数洗涤的抗菌活性，在洗20次以后抗菌性还在80%
以上。
②壳聚糖处理棉织物后对其性能影响
2%醋酸液中不同壳聚糖浓度处理棉织物的性能
k/s值表明，随着壳聚糖浓度的增加， k/s值增大，这是壳聚糖结构上供酸性染料染座的氨基增加之故，即k/s值间接表示壳聚糖的含量。
然而，在相同的壳聚糖浓度时，由醋酸液处理的棉织物的k/s值均大于由ca液处理的棉织物，这表明壳聚糖的氨基部分被ca的游离按酸所占领，ca与壳聚糖之间产生了离子键（盐式键）以及共价控的结合。
（3）壳聚糖的季铵盐化
季铵类化合物是织物的很好的一类抗茵整理剂。
而水溶性缩水甘油三甲基氯化铵（由glycidyltrimetylammonium ，gtmac）是棉纤维阳离子化改性剂之一，用gtmac作为壳聚糖的改性剂，可望提高其水溶性和抗菌性，在中性和碱性条件下，gtmac优先与壳聚糖分子中的氨基反应，生成n—（2--羟基）丙基—3--三甲基壳聚糖氯化铵[n—（2—hydroxyl）—propyl—3--trimetylammonium —chitosan chloride， htcc]。
季铵盐化的壳聚糖htcc的抗菌性是很好的。
五、结论
1、用有机酸合成盐式键的方法，壳聚糖和纤维素之间并没有生成坚牢的化学键，因此其耐洗性很有限；其次，经碱处理后，会生
成游离的壳聚糖，从而失去抗菌性。
应用多元羧酸（如btca或ca 等）作为壳聚糖的新溶剂（生成盐式键），同时，多元羧酸又有与纤维素和壳聚糖上的羟基产生共价键的可能，不仅做到了多元羧酸固着了壳聚糖，又实现棉织物的免烫和抗菌整理的两种功能。
2、季铵类化合物是织物的很好的一类抗菌整理剂。
季铵盐化的壳聚糖htcc处理织物后获得了良好的抗菌。
3、由于壳聚糖具可生物降解性、无毒和生物相容性等优点。
在纺织印染业中，甲壳素可以用于制作抗菌纤维、服用纺织品、床上用品、印染固色剂、粘合剂、涂料印花成膜剂、上浆剂、抗静电剂等。
壳聚糖的应用将越来越深入越来越广阔。
参考文献：
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