交聯(lián)殼聚糖的干濕法紡絲工藝研究.pdf

1、殼聚糖是自然界中唯一帶正電的堿性高分子多糖，年自然產(chǎn)量僅次于纖維素，是一種生態(tài)環(huán)保的可再生資源。殼聚糖具有良好吸附性、成膜性、成纖性、吸濕性和保濕性，被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和高檔紡織品的制造。其纖維除可以直接用于衣用纖維以外，還可廣泛應(yīng)用于可吸收性手術(shù)縫合線、組織工程載體、醫(yī)用敷料的制備等方面，但是目前殼聚糖纖維強(qiáng)度過低，極大的限制了其使用范圍。因此對通過改進(jìn)紡絲方法、化學(xué)改性等方式提高殼聚糖纖維的機(jī)械性能成為研究的重點(diǎn)。
　　

2、 本研究利用干濕法進(jìn)行紡絲，并在紡絲液中添加環(huán)氧氯丙烷，進(jìn)一步制備交聯(lián)殼聚糖纖維，以期改善纖維的力學(xué)性能。為此首先研究了殼聚糖紡絲原液的性能，并分析了添加尿素后，對殼聚糖溶液的影響;在紡絲過程中增加空氣層，使殼聚糖經(jīng)噴絲口擠出后，進(jìn)入凝固浴之前得到充分的軸向拉伸，提高纖維的取向度，從而改善纖維的力學(xué)性能;用掃描電鏡對纖維樣品進(jìn)行分析，比較不同空氣層長度對纖維力學(xué)性能的影響;在紡絲液中添加環(huán)氧氯丙烷，通過改變環(huán)氧氯丙烷濃度、交聯(lián)時(shí)間、交

3、聯(lián)溫度等因素，討論交聯(lián)工藝對纖維強(qiáng)度的影響;用紅外光譜和X衍射對交聯(lián)纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度等進(jìn)行表征。通過研究，得到以下主要結(jié)論:
　　 1.對原料的分析顯示，本文所用殼聚糖原料，含水率為6.57％，灰分含量為0.65％，脫乙酰度為90.33％，分子量為9.5×104。當(dāng)殼聚糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時(shí)，升高溫度、提高乙酸溶劑的體積分?jǐn)?shù)、添加尿素等方式均能一定程度降低紡絲原液的粘度。
　　 2.在紡絲原液中添加尿素，能引起殼聚糖分子

4、構(gòu)象的轉(zhuǎn)變。隨著尿素加入量的增加，殼聚糖溶液粘度呈下降趨勢，在初期粘度下降較快，隨著尿素量增多，粘度下降趨于平緩，隨后有所升高。殼聚糖濃度增加時(shí)，適當(dāng)增加尿素添加量，有助于溶液粘度的降低。
　　 3.干濕法紡絲有助于形成結(jié)構(gòu)較為致密的初生纖維，通過掃描電鏡可知，空氣層的存在有助于纖維的軸向拉伸，提高纖維的取向度，減少纖維內(nèi)部的空隙。以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6％的殼聚糖溶液作為紡絲液時(shí)，最佳空氣層長度為4cm，由于軸向拉伸與熱運(yùn)動(dòng)的同時(shí)存在，

5、過高或過低的空氣層都不利于纖維強(qiáng)力的提高。
　　 4.以6％的殼聚糖作為紡絲原液時(shí)，成形的最佳工藝條件為:凝固浴溫度20-30℃，凝固浴中NaOH濃度15％，凝固浴組分:15％NaOH+30％無水乙醇，空氣層長度4cm。
　　 5.纖維的紅外光譜分析顯示，殼聚糖與環(huán)氧氯丙烷的交聯(lián)反應(yīng)發(fā)生在C6-OH上，交聯(lián)反應(yīng)破壞了大分子鏈的規(guī)整性，生成β晶型，結(jié)晶度降低。當(dāng)交聯(lián)溫度在40℃以上時(shí)，殼聚糖與環(huán)氧氯丙烷之間才開始大量發(fā)生交

6、聯(lián)反應(yīng)。殼聚糖纖維的最佳交聯(lián)條件為:環(huán)氧氯丙烷濃度為1.0×10-2mol/L，交聯(lián)時(shí)間40min，交聯(lián)溫度40-50℃。
　　 6.經(jīng)過交聯(lián)后殼聚糖纖維具有良好的吸放濕性能，其中吸濕回潮率為13.09％，放濕回潮率為17.38％，吸濕滯后性為4.29％，遠(yuǎn)大于棉的1.78％。纖維的吸濕滯后性與吸濕能力有關(guān)，一般而言吸濕性好的纖維吸濕滯后性也大，從側(cè)面證明殼聚糖纖維的吸濕性好。
　　 7.抗菌實(shí)驗(yàn)顯示，殼聚糖纖維對大腸桿