壳聚糖纤维ppt课件
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天然高分子PPT课件
• 皮革作为鞋和衣服的原料
• 作为生物酶（生物催化剂）
• 明胶广泛作为天然胶粘剂
• 蛋白质与甲醛可制酪素塑料
第35页/共36页
感谢您的观看！
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• （2）β-折叠
• β-折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，
通过链间的氢键交联而形成的。肽链的主链呈锯齿状折
叠构象。
• β-折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也
可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都
参与链内氢键的交-折叠有两种类型
典型球状蛋白质结构的
一般示意图
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• 蛋白质的四级结构
• 蛋白质的四级结构是指由多条各自具有一、二、三级结
构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式；各个亚基
在这些蛋白质中的空间排列方式及亚基之间的相互作用
关系。
• 这种蛋白质分子中，最小的单位通常称为亚基或亚单位，
它一般由一条肽链构成，无生理活性；
机械强度和耐屈挠、耐疲劳性能。
• 问题 天然橡胶为非极性物质，溶于非极性溶剂如汽油和苯
等，故耐油和耐溶剂性差。由于天然橡胶含有不饱和双键，
因此在空气中易与氧发生自催化氧化，使分子断链或过度
交联，从而使橡胶发生粘化或龟裂等老化现象。
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• 天然橡胶是线形结构，需交联后生成网状结构才具有适
量为600万到10亿。DNA
分子含有生物物种的所
有遗传信息
核糖核酸（RNA），存
在于细胞核中心或细胞
质的核糖体中，分子量
为几万到时200万。传输
和解读遗传信息。
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•
核酸的组成成份
•
核酸(DNA和RNA)是一种线形聚核苷酸，它的基本
• 作为生物酶（生物催化剂）
• 明胶广泛作为天然胶粘剂
• 蛋白质与甲醛可制酪素塑料
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• （2）β-折叠
• β-折叠是由两条或多条几乎完全伸展的肽链平行排列，
通过链间的氢键交联而形成的。肽链的主链呈锯齿状折
叠构象。
• β-折叠结构的氢键主要是由两条肽链之间形成的；也
可以在同一肽链的不同部分之间形成。几乎所有肽键都
参与链内氢键的交-折叠有两种类型
典型球状蛋白质结构的
一般示意图
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• 蛋白质的四级结构
• 蛋白质的四级结构是指由多条各自具有一、二、三级结
构的肽链通过非共价键连接起来的结构形式；各个亚基
在这些蛋白质中的空间排列方式及亚基之间的相互作用
关系。
• 这种蛋白质分子中，最小的单位通常称为亚基或亚单位，
它一般由一条肽链构成，无生理活性；
机械强度和耐屈挠、耐疲劳性能。
• 问题 天然橡胶为非极性物质，溶于非极性溶剂如汽油和苯
等，故耐油和耐溶剂性差。由于天然橡胶含有不饱和双键，
因此在空气中易与氧发生自催化氧化，使分子断链或过度
交联，从而使橡胶发生粘化或龟裂等老化现象。
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• 天然橡胶是线形结构，需交联后生成网状结构才具有适
量为600万到10亿。DNA
分子含有生物物种的所
有遗传信息
核糖核酸（RNA），存
在于细胞核中心或细胞
质的核糖体中，分子量
为几万到时200万。传输
和解读遗传信息。
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•
核酸的组成成份
•
核酸(DNA和RNA)是一种线形聚核苷酸，它的基本
壳聚糖(chitosan)
用也受到了重视。 2）壳聚糖能防止血浆高密度脂蛋白胆 固醇的减少、肝重的增加和促进HMG-CoA 还原酶活性的提高，显示壳聚糖具有平衡 体内胆固醇的作用。 3）壳聚糖可以调节肝脏脂肪的摄入、 合成与排出、氧化分解之间的不平衡，使 一部分脂肪在小肠中被壳聚糖吸附，形成 凝胶，减少了小肠对脂肪的吸收.
3.2.5 甲壳素和壳聚糖可以被氧化剂氧化，氧 化反应的机理很复杂，可使C6-OH氧化成 醛或羧基，也可使C3-OH氧化成羰基(成酮 反应)等 3.2.6 甲壳素和壳聚糖的特殊结构使得它们对 具有一定离子半径的一些金属离子在一定 的PH条件下具有螯合作用。
3.2.7甲壳素和壳聚糖可通过双官能团的醛或 酸酐等进行交联，这样其可被用作色谱分 离的载体或用作固定化酶载体
壳聚糖（chitosan）
• • • • • •
1、定义、来源 2、结构特征 3、理化性质 4、制备 5、医药领域的作用 6、展望
1.1定义
• 壳聚糖是甲壳素的N-脱乙酰基的产物，一 般而言， N-乙酰基脱去55 以上的就可称 之为壳聚糖，这种脱乙酰度的壳聚糖能溶 于1%乙酸或盐酸 ，因此，凡是能溶于1% 乙酸或盐酸的甲壳素都可称之为壳聚糖。 • 作为有使用价值的工业产品壳聚糖，脱乙 酰度必须在70以上
3）缓释膜 壳聚糖易成膜，能经受高温消毒，具有 较高的机械强度，对水、尿素等小分子均 有较好的渗透性，透氧性好，本身就是一 种很好的止血剂和伤口敷料，能保护皮肤 伤口和促进皮肤再生，因此是一种很好的 体外给药载体 4）缓释凝胶 5）微胶囊和缓释胶囊 甲壳素或壳聚糖作这种载体的一个 突出好处是药物释放尽，载体会被人体内 的溶菌酶分解并能够完全被组织吸收
5.1.6 杀虫、抑菌作用
壳聚糖对许多寄生虫、病菌有抑制杀灭 作用。如在烧伤病人发生铜绿假单胞菌、 金黄色葡萄球菌感染时，甲壳素和壳聚糖 具有显著的抑菌作用
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。
羧甲基壳聚糖(教学课件)
醚化
甲壳素和壳聚糖的羟基与烃基化试剂反应 生成醚（甲基醚、乙基醚、苄基醚等），广泛 用于日化工业。
此外，用低分子冠醚通过接枝于高分子化 合物分子上，可制备具有高分子化合物和冠醚 化合物双重结构特性的高分子冠醚。
专业 课件
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1.4 壳聚糖的化学性质
N-烷基化
壳聚糖的氨基是一级氨基，有一孤对电 子，具有很强的亲核性，能发生很多反应。
甲壳素的乙酰氨基的N上只有一个H，很 稳定，但在一些强烈条件下，也能发生取代 反应。
专业 课件
26
1.4 壳聚糖的化学性质
氧化
甲壳素和壳聚糖可以被氧化剂氧化。 氧化剂不同，反应的pH不同，机理和产 物也不同，既可使C6-OH氧化成醛基或羧基， 也可使C3-OH氧化成羰基（成酮），还可能 发生部分脱氨基或脱乙酰氨基，甚至破坏吡 喃环及糖苷键。
专业 课件
9
1.1 甲壳素的发现和命名
专业 课件
10
1.1 甲壳素的发现和命名
根据N-脱乙酰度可以把壳聚糖分为： 55%-70%为低脱乙酰度壳聚糖 70%-85%为中脱乙酰度壳聚糖 85%-95%为高脱乙酰度壳聚糖 95%-100%为超高脱乙酰度壳聚糖（极 难制备）
专业 课件
11
1.2 甲壳素的存在
专业 课件
17
1.3 壳聚糖的物理性质
一般物理性质
壳聚糖也是白色无定形、半透明、略有珍 珠光泽的固体，因原料和制备方法不同，分子 量也从数十万至数百万不等，不溶于水和碱溶 液，可溶于稀的盐酸、硝酸等无机酸和大多数 有机酸，不溶于稀的硫酸、磷酸。在稀酸中， 壳聚糖的主链会缓慢水解，溶液黏度会逐渐降 低，所以壳聚糖溶液应随用随配。
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1.4 壳聚糖的化学性质
甲壳素和壳聚糖的羟基与烃基化试剂反应 生成醚（甲基醚、乙基醚、苄基醚等），广泛 用于日化工业。
此外，用低分子冠醚通过接枝于高分子化 合物分子上，可制备具有高分子化合物和冠醚 化合物双重结构特性的高分子冠醚。
专业 课件
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1.4 壳聚糖的化学性质
N-烷基化
壳聚糖的氨基是一级氨基，有一孤对电 子，具有很强的亲核性，能发生很多反应。
甲壳素的乙酰氨基的N上只有一个H，很 稳定，但在一些强烈条件下，也能发生取代 反应。
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1.4 壳聚糖的化学性质
氧化
甲壳素和壳聚糖可以被氧化剂氧化。 氧化剂不同，反应的pH不同，机理和产 物也不同，既可使C6-OH氧化成醛基或羧基， 也可使C3-OH氧化成羰基（成酮），还可能 发生部分脱氨基或脱乙酰氨基，甚至破坏吡 喃环及糖苷键。
专业 课件
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1.1 甲壳素的发现和命名
专业 课件
10
1.1 甲壳素的发现和命名
根据N-脱乙酰度可以把壳聚糖分为： 55%-70%为低脱乙酰度壳聚糖 70%-85%为中脱乙酰度壳聚糖 85%-95%为高脱乙酰度壳聚糖 95%-100%为超高脱乙酰度壳聚糖（极 难制备）
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11
1.2 甲壳素的存在
专业 课件
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1.3 壳聚糖的物理性质
一般物理性质
壳聚糖也是白色无定形、半透明、略有珍 珠光泽的固体，因原料和制备方法不同，分子 量也从数十万至数百万不等，不溶于水和碱溶 液，可溶于稀的盐酸、硝酸等无机酸和大多数 有机酸，不溶于稀的硫酸、磷酸。在稀酸中， 壳聚糖的主链会缓慢水解，溶液黏度会逐渐降 低，所以壳聚糖溶液应随用随配。
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1.4 壳聚糖的化学性质
壳聚糖纤维制备及应用讲解共70页文档
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
壳聚糖纤维制备及应用讲解
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
壳聚糖纤维制备及应用讲解
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
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的 制 1、甲壳素的提取
备 尽管许多甲壳类动物都含有甲壳素，但从虾、蟹壳中提取更为方 便。虾、蟹壳主要由三种物质构成：以碳酸钙为主的无机盐、蛋白质
技 和甲壳素。
术
从虾蟹壳中提取甲壳素的流程如下：先将虾蟹壳洗净、晒干，加
入4%-6%的盐酸，常温下浸泡24h，使其中的无机盐转化为氯化钙而溶
壳聚糖纤维及其制备技术的进展
讲解人：板栗王子
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纤
维
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性1、壳聚糖的基本性质
质
壳聚糖，又称甲壳胺，是甲壳素的N-脱乙酰基的产物，是自然界中
的唯一多糖,广泛存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及藻类、菌类
的细胞壁中。地球上每年甲壳素的生物合成量仅次于纤维素，达到数十
亿吨。
由于原料及生产方法的差异，其相对分子质量从几万到几百万不等。
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备 甲壳中的钙以获得甲壳素。该方法主要在于回收再利用亚硫酸，以降
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除蛋白质
磨碎
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2% NaOH
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图2 国外生产甲壳素流程
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一般而言，N-乙酰基脱去55%以上就可以称之为壳聚糖，这种脱乙酰度
的壳聚糖能溶于1%乙酸或1%盐酸。
目前，工业中使用的壳聚糖的脱乙酰度必须在70%以上才算合格。
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壳聚糖是线性高分子，分子上无庞大恻基基团，分子之间的氢键作
用强，取向度高，具有较好的成纤性，因此是一种良好的成纤原料。壳
聚糖纤维不仅具有纤维素的基本作用，而且从分子结构的氨基基团出发，
可以获得比纤维素更为丰富的物质和用途。
壳聚糖纤维对蛋白质有高度的亲和性和良好的透气性，对人体无毒， 具有优异的抗菌特性，对各种真菌、细菌有较好的抗菌防臭效果，同时 还具有止血促愈、缓解伤口疼痛、减少疤痕等优异性能。
解分离，将脱钙后的甲壳用水洗涤干净后加入10%的NaOH溶液中煮沸6h，
以 去 除 蛋 白 质 得 到 甲 壳 素 的 粗 产 品 。 将 甲 壳 素 粗 产 品 加 入 到 0.5% 的
KMnO4溶液中搅拌并浸泡1h后水洗至中性，然后在800C ，10%的草酸溶
液中搅拌1h，使其脱色，再水洗、干燥得到较高纯度的甲壳素。
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聚 糖 的 制 虾蟹壳 备 技 术
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图1 甲壳素的制备工艺流程
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与国内相比，国外生产甲壳素的方法主要是以蟹壳为原料，用
2%NaOH溶液在70℃先提取蟹壳中的蛋白质，然后用过量的亚硫酸除去
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图3 湿法纺丝制备壳聚糖纤维工艺流程
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备 尽管许多甲壳类动物都含有甲壳素，但从虾、蟹壳中提取更为方 便。虾、蟹壳主要由三种物质构成：以碳酸钙为主的无机盐、蛋白质
技 和甲壳素。
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从虾蟹壳中提取甲壳素的流程如下：先将虾蟹壳洗净、晒干，加
入4%-6%的盐酸，常温下浸泡24h，使其中的无机盐转化为氯化钙而溶
壳聚糖纤维及其制备技术的进展
讲解人：板栗王子
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壳聚糖，又称甲壳胺，是甲壳素的N-脱乙酰基的产物，是自然界中
的唯一多糖,广泛存在于虾、蟹、蛹及昆虫等动物外壳以及藻类、菌类
的细胞壁中。地球上每年甲壳素的生物合成量仅次于纤维素，达到数十
亿吨。
由于原料及生产方法的差异，其相对分子质量从几万到几百万不等。
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备 甲壳中的钙以获得甲壳素。该方法主要在于回收再利用亚硫酸，以降
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亚硫酸
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图2 国外生产甲壳素流程
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一般而言，N-乙酰基脱去55%以上就可以称之为壳聚糖，这种脱乙酰度
的壳聚糖能溶于1%乙酸或1%盐酸。
目前，工业中使用的壳聚糖的脱乙酰度必须在70%以上才算合格。
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壳聚糖是线性高分子，分子上无庞大恻基基团，分子之间的氢键作
用强，取向度高，具有较好的成纤性，因此是一种良好的成纤原料。壳
聚糖纤维不仅具有纤维素的基本作用，而且从分子结构的氨基基团出发，
可以获得比纤维素更为丰富的物质和用途。
壳聚糖纤维对蛋白质有高度的亲和性和良好的透气性，对人体无毒， 具有优异的抗菌特性，对各种真菌、细菌有较好的抗菌防臭效果，同时 还具有止血促愈、缓解伤口疼痛、减少疤痕等优异性能。
解分离，将脱钙后的甲壳用水洗涤干净后加入10%的NaOH溶液中煮沸6h，
以 去 除 蛋 白 质 得 到 甲 壳 素 的 粗 产 品 。 将 甲 壳 素 粗 产 品 加 入 到 0.5% 的
KMnO4溶液中搅拌并浸泡1h后水洗至中性，然后在800C ，10%的草酸溶
液中搅拌1h，使其脱色，再水洗、干燥得到较高纯度的甲壳素。
壳聚糖纤维
6
聚 糖 的 制 虾蟹壳 备 技 术
甲壳素
洗涤 洗涤、干燥
晒干
脱钙
4%-6% HCl
脱色
洗涤
洗涤 10% NaOH
脱蛋白
0.5% KMnO4 80OC,10% 草酸
图1 甲壳素的制备工艺流程
壳聚糖纤维
7
聚
糖
的
制
与国内相比，国外生产甲壳素的方法主要是以蟹壳为原料，用
2%NaOH溶液在70℃先提取蟹壳中的蛋白质，然后用过量的亚硫酸除去
于
生壳
产聚 技糖 术可
在
合
适
的
溶
剂
中
溶
壳聚糖纤维
11
维 的目
前
生纺
产制 技壳 术聚
糖
纤
维
较
普
遍
采
用
壳聚糖纤维
12
维 的 生 产 技 术
图3 湿法纺丝制备壳聚糖纤维工艺流程
壳聚糖纤维
13
维 的纺
丝
生之
产前 技， 术先
将
壳
聚
糖
溶
解
在
适
壳聚糖纤维
14
维 的经
过
生拉
产伸 技浴 术的
作
用
后
，
丝
条
内
部
壳聚糖纤维