【集萃網(wǎng)觀察】隨著紡織業(yè)對綠色紡織漿料開發(fā)的日益重視，用一種全新的完全綠色環(huán)保的材料甲殼素制成的漿料也引起了紡織漿料工作者的關(guān)注。甲殼素漿料具有成膜性良好、耐磨性能好等特點(diǎn)，對特種纖維也有良好的上漿效果；而且還具有良好的生物降解性和生物活性，優(yōu)良的抗菌和抑菌作用，對人體有益，不會造成環(huán)境污染。目前研究可用于上漿的甲殼素漿料多為殼聚糖類。
1 甲殼素和殼聚糖
甲殼素（Chitin）又名甲殼質(zhì)、幾丁質(zhì)，廣泛存在于海洋甲殼動物外殼、軟體動物內(nèi)骨骼、昆蟲翅膀、菌類及藻類細(xì)胞壁內(nèi)[1]。自然界甲殼素年產(chǎn)量達(dá)100×108t，其中海洋生物生成量在10×108t以上。這些蝦蟹殼原本是廢棄物，幾乎成為環(huán)境的污染源。但是經(jīng)過近40多年國內(nèi)外學(xué)者的研究，竟變廢為寶，一躍成為跨世紀(jì)的引人矚目的全球性科研熱點(diǎn)課題，并競相開發(fā)出了一系列的甲殼素類高科技產(chǎn)品，廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、化工、環(huán)保、醫(yī)藥、保健、美容和紡織諸多領(lǐng)域[2]。
殼聚糖（Chitosan）又稱脫乙酰甲殼素，化學(xué)名稱是聚2-氨基-2-脫氧-2-D-β-1，4-葡萄糖，是甲殼素脫乙酰化的產(chǎn)物。脫乙酰甲殼素即殼聚糖溶于1%乙酸溶液后形成透明粘稠的殼聚糖膠體溶液，是其最重要的性質(zhì)之一[3]。殼聚糖是白色無定型、半透明、略有珍珠光澤的固體，是一種天然的陽離子聚合物，無毒無害，安全可靠，易生物降解。其相對分子質(zhì)量因原料不同和制備方法不同而異，約為2×105~7×105。N-脫乙酸度和粘度（平均相對分子質(zhì)量）是殼聚糖的兩項(xiàng)主要性能指標(biāo)。
一般而言，N-乙�；撊�55%以上的就可稱之為殼聚糖。而作為工業(yè)品的殼聚糖，N-脫乙酰度一般在70%以上。N-脫乙酰度在55%~70%的是低脫乙酰度殼聚糖，70%~85%的是中脫乙酰度殼聚糖，85%~95%的是高脫乙酰度殼聚糖，95%~100%的是超高脫乙酰度殼聚糖。目前N-脫乙酰度100%的殼聚糖極難制備。從粘度看，通常粘度在1000×10-3Pa·s以上的（1%的殼聚糖乙酸溶液）被定為高粘度殼聚糖，在（1000~100）×10-3Pa·s的被定為中粘度殼聚糖，100×10-3Pa·s以下的被定為低粘度殼聚糖。國外將大于1000×10-3Pa·s的定為高粘度殼聚糖，在（200~100）×10-3Pa·s的被定為中粘度殼聚糖，而（50~25）×10-3Pa·s以下的被定為低粘度殼聚糖[4]。
2 甲殼素漿料的特點(diǎn)
2·1 甲殼素漿料的優(yōu)點(diǎn)
甲殼素漿料成膜性好，漿膜強(qiáng)力高，彈性好，耐磨性佳。除對棉、麻、絲、毛等纖維有良好的上漿性能外，對特種纖維如陶瓷纖維、玻璃纖維等也有良好的上漿效果[5]。
甲殼素漿料由于有良好的生物相容性，可不退漿，且經(jīng)織造后仍存留于織物中的甲殼素使織物還有抗菌等作用。這不僅縮短了加工工序，而且在無形中也降低了甲殼素漿料的使用成本。甲殼素漿料具有良好的生物降解性和生物活性，以及優(yōu)良的抗菌和抑菌作用[1]。對人體有益，不會造成環(huán)境污染，因而是真正的綠色環(huán)保漿料。目前研究可用于上漿的甲殼素漿料多為脫乙酰甲殼素，即殼聚糖類。
2·2 甲殼素漿料開發(fā)中存在的問題
甲殼素漿料開發(fā)中最主要的問題就是漿料的水溶性差。這是由于脫乙酰甲殼素是長鏈型高分子化合物，其鏈的規(guī)整性大并具有剛性，形成分子內(nèi)和分子間的強(qiáng)氫鍵，導(dǎo)致其水溶性差，必須在2%的醋酸溶液中才能溶解（此時溶液的pH值為4、5左右）。這就必然會導(dǎo)致對上漿纖維尤其是棉型等懼酸纖維受損傷，同時酸性環(huán)境也會加速上漿設(shè)備老化。
3 改善甲殼素漿料水溶性的途徑
改善甲殼素在水中的溶解性是開拓甲殼素漿料應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。目前改善甲殼素的水溶性主要有如下3種途徑。
3·1 控制甲殼素的脫乙酰條件和脫乙酰度
有研究表明[6]，甲殼素的水溶性與其脫乙酰度密切相關(guān)，脫乙酰度在50%左右時水溶性最好，脫乙酰度超過60%和低于40%時水溶性降低甚至完全不溶于水。脫去甲殼素的乙�；谢瘜W(xué)法和生物酶法兩種。
用化學(xué)法脫乙酰制備水溶性甲殼素有兩個方向:一是在40%氫氧化鈉的水溶液中溶解甲殼素，然后在室溫下水解[7]；二是在高脫乙酰度殼聚糖的稀酸溶液中進(jìn)行乙�；痆8]。其中后者得到的水溶性甲殼素具有較高的分子量。
甲殼素底物，然后得到一定脫乙酰度的殼聚糖。甲殼素脫乙酰酶（Chitindeacetylase，E.C.3.5.1.41）可催化水解脫掉甲殼素上的乙�；�，從而可替代現(xiàn)有的濃堿法生產(chǎn)高質(zhì)量的殼聚糖。這不僅可以解決環(huán)境污染問題，而且還可生產(chǎn)出用化學(xué)法較難得到的高質(zhì)量的殼聚糖產(chǎn)品。
目前，國內(nèi)外有關(guān)甲殼素脫乙酰酶僅有少量報道，認(rèn)為甲殼素脫乙酰酶主要來源于真菌[9]。研究發(fā)現(xiàn)[10]，構(gòu)巢曲霉和藍(lán)色犁頭霉是產(chǎn)生甲殼素脫乙酰酶活性較高的兩株菌株，它們產(chǎn)生的酶活性分別是343U/ml和289U/ml。
3·2 在甲殼素、殼聚糖分子主鏈上引入親水基團(tuán)利用甲殼素和殼聚糖分子中的羥基和氨基的反應(yīng)活性（殼聚糖分子中C2位上的-NH2和C3C6位上-OH均具有較強(qiáng)的反應(yīng)活性），在適當(dāng)?shù)臈l件下可進(jìn)行多種化學(xué)改性，從而得到不同結(jié)構(gòu)的水溶性產(chǎn)物如�；男訹11]、醚化改性[12]、烷基化改性[13]和酯化改性[14]。但是，這種化學(xué)改性對環(huán)境污染嚴(yán)重，且對人體有害。毋庸置疑，該途徑以后會被符合環(huán)保要求的方法所取代。
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