生物聚合物壳聚糖
壳聚糖
壳聚糖壳聚糖(chitosan)是由自然界广泛存在的几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，自1859年，法国人Rouget首先得到壳聚糖后，这种天然高分子的生物官能性和相容性、血液相容性、安全性、微生物降解性等优良性能被各行各业广泛关注，在医药、食品、化工、化妆品、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。
针对患者，壳聚糖降血脂、降血糖的作用已有研究报告。
分子式:C56H103N9O39分子量:1526.4539简介壳聚糖是甲壳质经脱乙酰反应后的产品，脱乙酰基程度(D.D)决定了大分子链上胺基(NH2)含量的多少，而且D.D增加，由于胺基质子化而使壳聚糖在稀酸溶液中带电基团增多，聚电解质电荷密度增加，其结果必将导致其结构，性质和性能上的变化，至今壳聚糖稀溶液性质方面的研究都忽略了D.D值对方程的影响。
壳聚糖是以甲壳质为原料，再经提炼而成，不溶于水，能溶于稀酸，能被人体吸收。
壳聚糖是甲壳质的一级衍生物。
其化学结构为带阳离子的高分子碱性多糖聚合物，并具有独特的理化性能和生物活化功能。
近年来国内外的报导主要集中在吸附和絮凝方面。
也有报道表明，壳聚糖是一种很好的污泥调理剂，将其用于活性污泥法废水处理，有助于形成良好的活性污泥菌胶团，并能提高处理效率。
但研究其对活性污泥中微生物活性的影响以及其强化生物作用的机理，国内外均未见有报导。
在甲壳素分子中，因其内外氢键的相互作用，形成了有序的大分子结构．溶解性能很差，这限制了它在许多方面的应用，而甲壳素经脱乙酰化处理的产物一壳聚糖，却由于其分子结构中大量游离氨的存在，溶解性能大大改观，具有一些独特的物化性质及生理功能，在农业、医药、食品、化妆品、环保诸方面具有广阔的应用前景。
物性数据1. 性状:白色无定形透明物质，无味无臭。
2. 密度（g/mL,25℃）：未确定3. 相对蒸汽密度（g/mL,空气=1）：未确定4. 熔点（ºC）：未确定5. 沸点（ºC,常压）：未确定6. 沸点（ºC,5.2kPa）：未确定7. 折射率：未确定8. 闪点（ºC）：未确定9. 比旋光度（º）：未确定10. 自燃点或引燃温度（ºC）：未确定11. 蒸气压（kPa,20ºC）：未确定12. 饱和蒸气压（kPa,60ºC）：未确定13. 燃烧热（KJ/mol）：未确定14. 临界温度（ºC）：未确定15. 临界压力（KPa）：未确定16. 油水（辛醇/水）分配系数的对数值：未确定17. 爆炸上限（%,V/V）：未确定18. 爆炸下限（%,V/V）：未确定19. 溶解性：溶于PH<6.5的稀酸,不溶于水和碱溶液.主要用途1.主要应用于食品、医药、农业种子、日用化工、工业废水处理等行业。
壳聚糖生物降解性能及机理研究
壳聚糖生物降解性能及机理研究壳聚糖是一种由脱乙酰壳聚糖（D-glucosamine）和N-乙酸壳聚糖（N-acetyl glucosamine）组成的天然聚合物，广泛存在于贝壳、虾、蟹等海洋生物中。
壳聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性，因此在医药、食品、农业和环境领域得到了广泛的应用。
壳聚糖的生物降解性能是其重要的特点之一。
生物降解性是指材料能够被生物体内的酶、酸或微生物等自然环境降解并分解成无害物质。
壳聚糖分子中的羟基和胺基可以通过酶的作用或微生物代谢反应进行降解。
研究表明，壳聚糖在自然环境中可以经过生物降解过程，最终转化为二氧化碳、水和其他可溶性产物。
这使得壳聚糖在环境友好型材料的研究和应用方面具有重要意义。
壳聚糖的生物降解性能与其分子结构和物理化学性质密切相关。
壳聚糖分子中的羟基和胺基的含量以及分布情况对其生物降解性能起着重要的影响。
实验研究发现，壳聚糖中的羟基和胺基含量越高，其生物降解性能越好。
此外，壳聚糖分子的分子量、结晶度和晶态形态等因素也会对其生物降解性能产生影响。
壳聚糖的生物降解机理比较复杂，主要涉及酶降解、微生物降解和自发降解等多种机制。
酶降解是指壳聚糖分子在生物体内通过酶的作用被降解为较小的分子。
一些具有壳聚糖酶活性的酶可以将壳聚糖分解为低聚糖和单糖，并最终转化为能量来源。
微生物降解是指壳聚糖分子在生物体内被微生物代谢降解为无机盐、二氧化碳和水。
许多微生物如真菌、细菌和酵母菌等都具有壳聚糖降解能力。
自发降解是指壳聚糖分子通过自身的物理化学性质，在自然环境中逐渐降解，并最终转化为无害的产物。
然而，尽管壳聚糖具有良好的生物降解性能和机制，但其在应用过程中仍然存在一些挑战。
首先，壳聚糖的生物降解速度相对较慢，需要较长时间才能完全降解。
其次，壳聚糖的生物降解受到环境因素的影响，例如温度、湿度和pH值等。
这些因素可能会影响壳聚糖的降解速率和降解产物。
此外，壳聚糖的降解产物对环境和生物体的影响尚需进一步研究。
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。
壳聚糖结构式范文
壳聚糖结构式范文壳聚糖（Chitosan）是一种由海洋贝壳、甲壳动物外壳等天然有机大分子组成的生物聚合物，其化学名称为2-氨基-2-脱氧-D-葡聚糖。
壳聚糖具有分子量大、生物可降解、生物相容性好、无毒性、可再生等特点，因此在医药、食品、环境保护等领域具有广泛的应用前景。
本文将对壳聚糖的结构式及其用途进行详细介绍。
壳聚糖的结构式如下所示：壳聚糖的化学结构在D-葡聚糖的2位脱氧化葡聚糖的结构基础上，通过2-氨基化反应引入了一定数量的胺基（NH2）。
这使得壳聚糖表现出了一些与壳聚糖结构相关的特殊功能。
壳聚糖具有许多特殊的化学性质，如阳离子性、溶解性和降解性。
其阳离子性使得壳聚糖在酸性条件下溶解度较高；而在碱性条件下，阳离子性减弱，溶解度相对降低。
壳聚糖在水溶液中的降解速度也与溶液的pH值有关，通常在中性和酸性条件下降解速度较慢，在碱性条件下降解速度较快。
壳聚糖具有许多重要的应用，在医药领域，壳聚糖可作为药物的载体，用于控释药物、增加药效、减少毒副作用等方面。
壳聚糖在制备药物纳米粒子、微球等控释系统中起着重要作用。
其阳离子性能够与阴离子药物形成稳定的络合物，可以增加药物的稳定性和溶解度，从而提高药物的生物利用度。
此外，壳聚糖还可以通过改变粒子的性质，如粒子的大小、形态等，来调控药物的释放速率和行为。
在食品领域，壳聚糖可用作食品添加剂，具有保鲜、杀菌、净化等功能。
壳聚糖可以结合食品中的金属离子、残留农药等有害物质，净化食品；同时，壳聚糖还可以增加食品的稳定性，延长食品的保质期，减少食品的浪费。
此外，壳聚糖还可以用于食品的包装材料，形成保护性的薄膜，增加食品的保存性能。
在环境保护领域，壳聚糖也有着广泛的应用。
壳聚糖可以作为一种环境友好型的吸附剂，用于污染物的吸附和处理。
壳聚糖材料具有大的比表面积和多孔性结构，可以有效吸附重金属离子、有机染料、油污等有害物质。
此外，壳聚糖还可以用于植物保护，抑制病原微生物的生长，提高作物的抗病性。
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。
壳聚糖作为生物多功能材料的合成及性能研究
壳聚糖作为生物多功能材料的合成及性能研究壳聚糖是一种天然的聚合物材料，由海洋生物贝壳和虾蟹的外壳组成，具有生物相容性、生物降解性和多功能性等优良性能。
因此，壳聚糖被广泛应用于生物医学、食品、环境保护等领域。
本文将重点探讨壳聚糖的合成方法和其在生物多功能材料中的性能研究。
壳聚糖的合成主要有酸性法、酶法、微生物法和化学法等多种方法。
其中，酸性法是最常用的壳聚糖合成方法之一。
酸性法通过将干贝壳或虾蟹壳等贝类残骸经过初步处理得到壳聚糖的前体物质壳聚糖酸，然后使用酸性介质将壳聚糖酸水解生成壳聚糖。
酸性法合成的壳聚糖具有较高的纯度和较好的溶解性，常用于生物医学领域。
酶法是一种环境友好的壳聚糖合成方法。
通过使用壳聚糖酶催化壳质酸水解生成壳聚糖，该方法不需要高温和高压反应条件，具有较高的产率和较好的产品品质。
微生物法是一种使用微生物产生的酶水解壳质酸合成壳聚糖的方法，通过选择或改造菌株，使其能够分泌具有壳聚糖酶活性的产物，进而合成壳聚糖。
化学法是使用化学试剂水解壳质酸合成壳聚糖的方法，该方法可以在相对较短的时间内制备大量纯度较高的壳聚糖。
壳聚糖作为生物多功能材料具有许多出色的性能。
首先，壳聚糖具有生物相容性，能够与生物体的组织相容，不会引起明显的免疫反应和毒性效应。
其次，壳聚糖具有良好的生物降解性，能够被生物体内的酶降解为无害的物质，具有较低的生物毒性和环境污染风险。
此外，壳聚糖还具有多功能性，可以根据具体的应用需求进行改性，如与其他物质复合形成纳米颗粒、水凝胶、纤维或膜等形态，用于药物控释、组织工程、细胞培养和生物传感器等领域。
壳聚糖在生物多功能材料中的应用广泛。
在生物医学领域，壳聚糖可以被用于制备药物载体，如纳米颗粒或水凝胶，用于生物活性物质的控释。
壳聚糖纳米颗粒可以通过改变粒径和表面修饰来调控药物的释放速率和增加药物的稳定性。
壳聚糖水凝胶可以成为细胞培养的基质，并提供支持细胞生长和修复组织的功能。
在食品工业中，壳聚糖具有抗菌、保湿、保鲜和膜技术等多种功能，可以用于食品保鲜剂、膜材料和食品包装等。
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。
壳聚糖的结构特点及应用领域
壳聚糖的结构特点及应用领域壳聚糖是一种生物可降解的天然聚合物，由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成。
它具有特殊的结构特点和优良的物理化学性质，因此在多个应用领域具有广泛的应用前景。
壳聚糖具有多种结构特点。
首先，壳聚糖分子中含有大量的氨基基团，这使得它具有良好的溶胀性和生物相容性，能够与许多生物组织和细胞相互作用。
其次，壳聚糖在接枝或修饰后可以引入不同的官能团，从而赋予其特殊的化学性质。
此外，壳聚糖分子中的氢键和静电相互作用使其具有较高的结晶性，从而产生一定的机械强度和稳定性。
在医药领域，壳聚糖具有广泛的应用。
首先，作为一种生物可降解的材料，壳聚糖被广泛应用于药物输送系统中。
通过改变壳聚糖分子的结构和化学性质，可以制备出载药微球、纳米粒子等药物输送系统，实现药物的缓释、靶向传递和保护等功能。
其次，壳聚糖还具有良好的组织相容性和生物降解性，可以用于修复和再生组织工程领域。
例如，壳聚糖可以作为修复软骨和骨组织的支架材料，帮助组织修复和再生。
此外，壳聚糖还可以用于制备人工血管和人工皮肤等生物医学材料。
在食品工业中，壳聚糖也有着重要的应用。
壳聚糖具有良好的抗菌性能，可以用作食品保鲜剂。
研究表明，壳聚糖对多种细菌和真菌都具有良好的抑制作用，可以有效保护食品免受微生物污染和腐败。
此外，壳聚糖还可以用作食品添加剂，具有增稠、乳化、稳定和成膜等功能。
例如，壳聚糖可以被添加到果汁、酱料和糕点等食品中，提高其质地和稳定性。
此外，在环境保护领域，壳聚糖也有着潜在的应用价值。
由于其良好的吸附性能和生物降解性，壳聚糖可以作为吸附剂用于废水处理和环境污染物的去除。
研究表明，壳聚糖对重金属离子、染料和有机污染物等具有良好的吸附能力，可以有效净化废水。
此外，壳聚糖还可以用于制备可降解的环境友好型材料，如生物降解塑料袋和包装材料。
综上所述，壳聚糖具有独特的结构特点和优良的物理化学性质，使其在医药、食品和环境保护等多个领域具有广泛的应用前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
生物聚合物壳聚糖/蒙脱土纳米复合材料的表征与制备摘要：天然高分子壳聚糖/蒙脱土纳米复合材料已经被制备出来了。
其中蒙脱土用来做纳米填充剂，稀释的醋酸用来作为溶解壳聚糖和蒙脱土的溶剂的。
壳聚糖纳米聚合物材料在有醋酸滤渣和没有醋酸滤渣下的形态的性质和纯的壳聚糖做了对比研究。
纳米复合材料里的醋酸滤渣和蒙脱土填充物的影响已经研究出来了。
X射线衍生物和透射电镜结果显示：低MMT[蒙脱土]含量下会形成插层—剥离纳米结构，高MMT会形成插层—凝结态的纳米复合材料。
纳米复合材料的热稳定性和机械性质可以通过热重量法和纳米压痕来检测。
以纳米态分布的粘土能提高矩阵系统的热稳定和硬度系数随着增加粘土填充物。
存在壳聚糖矩阵中的醋酸滤渣会影响它的结晶度，热稳定性和机械性能。
关键词:壳聚糖，蒙脱土，纳米复合材料，结构，热稳定性，纳米压痕1.简介传统的非可生物降解的聚合物来自于化石燃料，在一定程度上会扰乱和破坏自然界的生态系统。
因此，我们迫切需要开发可再生的生物聚合物材料。
可再生的生物聚合物材料在制造过程中不会使用有毒或者有害的成分，并且可以经自然堆肥处理降解。
聚交酯和多糖是最具前景的方法，因为他们来自于自然界丰富存在的物质中，而且它们可以生物降解。
但是为了让生物聚合物能和强度更高，更有延展性的商业聚合物【如聚乙烯或聚丙烯】竞争，我们仍需要去改进它们的性质，如耐热性，机械性能和防护性能。
值得注意的是硅酸盐纳米复合材料技术已经被证明是个能显著的提高这些性能的好方法。
然而，很多注意力放在了聚合物/粘土纳米复合材料上,放在生物聚合物/粘土纳米复合材料上的关注则相对很少，还包括聚交酯/粘土复合材料，棉/粘土复合材料，聚乙烯【丁烯，琥珀酸】/粘土复合材料，植物油/粘土复合材料.壳聚糖，是一种多聚糖，由聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖单元构成，几丁质(chitin)经过脱乙酰作用得到的的产物，聚合吡喃型葡萄糖。
壳聚糖和和几丁质是自然界的生物聚合物中第二丰富的，仅次于纤维素。
壳聚糖几十年来广泛的应用于分子分离，食品包装薄膜，人造皮肤，骨骼替代物，水利工程等，因为它具有良好的机械特性，生物相容性，生物降解能力，多官能团以及在水介质中的可溶性。
然而，它的有些性质，如热稳定性，硬度和气体屏障能力饼不能满足那些更宽范围的使用要求。
直到现在，只有有限的报告声称能够通过聚合物/层状硅酸盐纳米复合技术来加强壳聚糖的性质。
艾斯拉对壳聚糖—粘土做了初步的研究，声称壳聚糖-粘土和纯壳聚糖相比可以显著的提高复合材料的伸缩性能但却有较差的热稳定性。
Ruiz-Hitzky和他的伙伴合成了功能壳聚糖蒙脱土纳米复合材料。
它可以在电气化学传感器检测不同的阳离子的过程中充当活跃的相位。
他们通过剥离—吸附的方法来合成纳米复合材料。
其中，稀释的醋酸溶液用来当作溶解粘土和壳聚糖的溶剂。
但是，很少有实验报告是关于醋酸滤渣对壳聚糖的影响，而且壳聚糖和MMT之间的氢键可能是让MMT层与层聚合起来在壳聚糖矩阵中形成凝聚结构的关键推动力。
考虑到这些因素，现在的研究目标是通过在纳米级上合并蒙脱土来制备高性能的壳聚糖。
醋酸滤渣、壳聚糖和MMT之间的氢键作用力和粘土填充物的形态性质，热稳定性和机械性能对纳米复合材料的影响已被研究。
2.实验2.1材料在这项实验中用到的中分子量的壳聚糖【平均分子量M=92,700g/mol】是从化学试剂公司购买的，这种壳聚糖是蟹壳中的几丁质经过程度为82.5%的脱乙酰作用获得的。
从化学试公司买到的冰醋酸被用来做壳聚糖的溶剂。
原始的未改性蒙脱土【每100克92.mequiv的阳离子交换容量】由Nanocor公司提供。
2.2纳米复合材料的制备H Ac-CS/MMT米复合材料：在含水量【体积分数】液中溶解壳聚糖制得质量分数为2%的壳聚糖溶液，接着用离心法移除不溶解的物质。
MMT首先在50ml蒸馏水溶液中吸水膨胀，然后加50ml壳聚糖溶液制成MMT质量分数为2.5%，5%，10%的溶液。
接着在60摄氏度下搅拌6小时。
做完这些之后，MMT/CS溶液投射在一个塑料盘上经过48小时在60摄氏度环境中。
干的薄膜仍然含有少量的溶剂【HAc】，形成壳聚糖化醋酸。
它们被称作HAc-CS-x【x 主要是MMT】CS/MMT纳米复合材料：CS/MMT纳米复合材料的制备步骤和H Ac-CS/MMT纳米复合材料的制备相同。
干燥以后薄膜放到1M NAOH溶液中5个小时来中和酸，接着用蒸馏水冲洗知道为中性。
然后在60摄氏度的环境中干燥24小时。
所得的产物被称为CS-x。
所有的纳米复合材料薄膜在要测试的头天晚上要在80摄氏度的环境中干燥。
纯的HAc-CS 和CS薄膜由于它们的奈米复合材料要在相同条件下制得。
壳聚糖和含有/不含有醋酸滤渣的纳米复合材料要进行机械性能呢刚和热稳定性的对比。
2.3X射线衍射和透射电子显微镜薄板样品的广角X射线是用一个Bruker GADDS颜射计来记录的。
这个衍射计有一个平面检测器，它在40kv电压以及Cu和Ka衍射产生的40mA（入射波长为0.15418nm）的电流下运行。
超薄薄膜【大约80nm厚】通过透射电镜法来观察。
在室温下用一个带金刚石刀的莱卡超微切片机在环氧口用一个嵌入的纳米复合材料薄片的方法来制备样品。
透射电子显微镜在50kv的加速电压下用一个Philips CM300-FEG转换电子显微镜来完成。
截面用200圈没有任何涂层的覆盖着铜网的碳棒来检测。
2.4红外光谱傅里叶变换红外光谱用一个Perkin-Elmer红外光谱分光分度计2000在4000-400范围内度量，它的分辨率可以达到4cm-1.2.5热分析纳米复合材料的和纯壳聚糖的热稳定性通过热重量分析法来研究。
热重量法是用一个TA TGA2050仪器在氮气和空气气流在以20摄氏度每分的速度升高的过程中完成的。
样品的重量在5-8mg之间变化。
2.6纳米压痕技术纳米压痕实验用MTS Nano Innovation XP通过连续刚度测量技术【CSM】来完成。
CSM技术在目前的研究中主要是通过在已知的频率的顶部名义上的受力的振幅的条件下加强摆动力来完成的。
材料的位移响应在激振力频率方面持续的记录为一种缩进深度功能。
材料的硬度(s)和阻尼衰减(wC)顺着压痕可以分别用Eqs(1)和Eqs(2)来解决.硬度和弹性系数用Eqs(3)和(4)来计算.因此,硬度和模量系数有由压痕深度函数来决定.中间是很多公式Pmax和h(w)是推动力,移位由硬度计压头来记录,,,是Pmax和h(w)之间的相位角.m\是硬度计压头的重量.,,是弹性系数,..是框架刚度,….是压痕系统指定的稳定的参数.w是角速度,等于…,是泊松比,现在分析认为踏实0.35…是材料和硬度计压头在Pmax时的接触面积.压痕实验用的是一个三面的金字塔行的金刚石硬度计压头,它的部分功能是用接触深度,,来计算面积,,,,.在实验之前,我们会把大约60微米的壳聚糖和它的粘土纳米复合材料用强力胶水粘在一块平的铝板上面.在压痕实验中,硬度计压头会向材料施加一个稳定的力,例如,0.05l/s,这个力从样品的表面到3000nm深度.最大的负载是当有效接触60s时观察材料的蠕变行为的负载.最后,硬度计压头以进入时相同的速度从样品表面退出,直到压力为最大压力的10%时停止.在这里,选用固定的变形速度施加在样品上是为了避免应变硬化对实验的影响.每个样品上至少有20个凹痕,每个凹痕的直接距离是50微米,这可以避免它们之间的相互影响.3. 结果与讨论3.1纳米结构与形态分散在蒙脱土里的粘土能够通过XRD和TEM来检测。
这两种方法是现在用来研究纳米复合材料的最常用的方法。
依靠片晶堆叠的相对分布，形成3种PLAN,如图【2，3】所示;插层PLANs，是高分子链插入硅酸盐层与交联聚合物和无机层形成有序的多层次形态；凝聚态PLANs,插入堆放的硅酸盐层有时候凝聚是因为羟基化物的边缘与边缘的相互作用；剥离型PLANs，硅酸盐层完全的分散在聚合物矩阵中。
由于壳聚糖在酸性介质中的亲水和多聚阳离子自然特性，使得这种生物聚合物和MMT具有良好的可混合性，而且通过阳离子交换的方法能够很容易的插入到夹层中去。
在壳聚糖中分布的粘土通过XRD和TEM来检测。
图1a说明MMT的XRD模式，CS和CS/MMT纳米复合材料含有的MMT浓度不同。
MMT的XRD模式在大约,,,,,,附近有一个反射峰.它对应的地面间距是1.25nm.CS的XRD模式在,,,,附近有特征结晶高峰.在10度和20 度附近的峰对应着壳聚糖里的晶体(1)和(2),晶体(1)的晶胞对应这a=7.76,b=10.91.c…….比晶体(2)的晶胞的数值要大,它对应着………在复合MMT到CS里面后，MMT基底平面在，，，，消失，被一个新的宽的弱峰在大约。
代替。
基底的运动使MMT变成一个低角度峰是因为生成一个插入纳米复合材料。
峰变宽变强的趋势减弱大部分表示无序插入或者剥离型结构。
然而用XRD很难给出一个关于结构的明确的结论。
因此，用TEM的特征来表示纳米复合材料的形态。
所有的TEM图像显示MMT在CS模型里有良好的分离，在低MMT含量（MMT 质量分数为2.5%，图2a），MMT表示夹层和片状插入结构共存。
这与XRD的结果一致，随着MMT含量的增加（质量分数5%，图2b，c，10%，图2d）MMT清楚的显示特定的凝聚态插入结构。
一些MMT层的大小在400-600nm之间。
MMT层的堆叠是边缘与边缘的连接形成的的凝聚结构。
在。
附近有峰出现表示形成了部分有序的夹层结构。
因此，在XRD样品和TEM图像的底部，清楚的说明低含量的MMT保持插入剥离状态，然而随着MMT含量的增加，MMT层聚合形成凝聚态结构。
我们可以确定在CS/MMT和它的纳米复合材料形成凝聚太是因为硅酸盐层羟基的边缘效应。
由于一个壳聚糖单体有一个氨基和两个羟基官能团，这些官能团能和硅酸盐边缘的羟基团形成氢键，导致壳聚糖和硅酸盐有很强的相互作用。
这个很强的相互作用被认为是导致CS矩阵里的MMT凝聚形成聚合的主要推动力。
对于那些含有醋酸滤渣的壳聚糖和它的含有不停浓度的HAc-CS/MMT的纳米复合材料，图1b表明HAc-CS的XRD模型。
HAc-CS在。
显示两个透明的峰和一个强的宽的斜坡在。
表示形成一个无定形的结构。
比较图1a和1 b，清楚的看出没有HAc滤渣的CS 比含有HAc的壳聚糖有更好的结晶度。
HAc-CS的低结晶度是由于醋酸滤渣会阻碍形成分子间和分子内的氢键。
和壳聚糖相比，MMT的加入对结晶度的影响很小，是因为CS/MMT 里的XRD模型仍然会使得壳聚糖聚合。
FTIR光谱表示HAc-Cs里存在硅酸盐也能聚合。
图3表示CS,CS-5,和HAc-CS,HAc-CS-5的FTIR光谱。