CS-HCA殼聚糖衍生物的合成及其在超細(xì)纖維合成革中的應(yīng)用.pdf

1、殼聚糖是從蝦蟹殼中提取的，自然界中除纖維素外第二大類天然高分子物質(zhì)，具有吸濕、保濕、抗菌、生物相容等優(yōu)良的理化性能和生物活性，因此，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、環(huán)保、化工等領(lǐng)域。殼聚糖是優(yōu)良的功能性天然綠色紡織品整理劑，用其整理的紡織品具有優(yōu)良的抗菌防臭功能和穿著舒適性，殼聚糖還能改善紡織品的染色性能。但殼聚糖相對分子質(zhì)量大，結(jié)構(gòu)致密，因而不溶于水，只溶于稀酸，這大大限制了它的應(yīng)用范圍。然而殼聚糖分子中含有氨基、羥基、吡喃環(huán)等活性基團，因此

2、，可引入一些特殊基團來改變其分子結(jié)構(gòu)，從而改善它的物理化學(xué)性能，賦予殼聚糖新的功能，拓展其應(yīng)用范圍。
　　 超細(xì)纖維合成革是世界上最接近真皮的合成材料，在結(jié)構(gòu)和性能上酷似真皮，但與天然皮革相比仍有一定差距，如吸排濕性較差，穿著舒適性與衛(wèi)生性能還有待提高等。本課題對殼聚糖進行胺基化改性，制得多氨基殼聚糖衍生物--CS-HCA，改性產(chǎn)物具有良好水溶性和助染性、抗菌。用CS-HCA對超細(xì)纖維合成革基布進行改性，以期增加超細(xì)纖維合成革基

3、布上的活性基團數(shù)，解決超細(xì)纖維合成革染色難的問題，并同時提高其透水汽性，以改善合成革產(chǎn)品衛(wèi)生性能，增加抗菌功能。
　　 本論文采用化學(xué)方法在中性條件下用H2O2降解殼聚糖，考察H2O2濃度、降解溫度、時間及固液比對降解后的殼聚糖脫乙酰度、粘均分子量及收率的影響，實驗表明要得到脫乙酰度基本不變的殼聚糖，H2O2質(zhì)量濃度應(yīng)低于1.5％、降解溫度40℃～50℃，降解時間3h，固液比w（殼聚糖）∶v（水）為1∶20～1∶30，此時可得到

4、粘均分子量低于十萬的殼聚糖。
　　 因為殼聚糖不溶于水且氨基數(shù)量相對較少，氨基數(shù)量可影響殼聚糖的陽離子性及水溶性，本論文通過三步反應(yīng)逐步改善殼聚糖的水溶性及增加氨基數(shù)量，合成水溶性的多氨基羥基殼聚糖。
　　 第一步，在堿性條件下，以異丙醇為介質(zhì)，用環(huán)氧丙烷對殼聚糖進行羥基化反應(yīng)，得到水溶性的羥丙基殼聚糖--CS-H，由IR和1HNMR可知，反應(yīng)主要發(fā)生在C6位的-OH上，C2位的-NH2基本未發(fā)生反應(yīng)。經(jīng)正交實驗優(yōu)化出了

5、CS-H的適宜合成條件：m（殼聚糖）∶m（環(huán)氧丙烷）=1∶8，反應(yīng)時間6h，反應(yīng)溫度50℃。CS-H的特性黏度為97.2mL·g-1，取代度為0.52，25℃時溶解度為6.88g。
　　 第二步，在乙醇溶液中，CS-H分子中的氨基與丙烯酸甲酯發(fā)生Michael反應(yīng)加成得到N-乙基羧基羥丙基殼聚糖甲酯--CS-HC。經(jīng)過單因素實驗和正交實驗優(yōu)化出CS-HC的適宜合成條件：n(CS-H)∶n(CS)=1∶4，反應(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時間

6、32h，50mL質(zhì)量濃度20％的乙醇溶液：CS-HC的特性黏度為210mL·g-1，25℃時溶解度為4.231g。
　　 第三步，在甲醇溶液中，將CS-HC用二乙烯三胺進行胺解酯反應(yīng)，得到具有多胺基的水溶性的羥丙基殼聚糖--CS-HCA。其適宜反應(yīng)條件為：m(CS-HC)∶m(二乙烯三胺)=1∶4，反應(yīng)溫度40℃，反應(yīng)時間2.5d，無水甲醇40mL；CS-HCA的特性黏度η為131.7mL·g-1，25℃時溶解度為7.345g。