甲壳素浆料生物改性的研究

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1、东华大学硕士学位论文甲壳素浆料生物改性的研究姓名：陈燕申请学位级别：硕士专业：纺织工程指导教师：郭建生20070105东华人学硕士学位论文摘要甲壳素浆料生物改性的研究摘要甲壳素和壳聚糖是天然生物高分子聚合物，属于碳水化合物中的多糖。目前可用于上浆的甲壳素浆料多为壳聚糖类。甲壳素浆料拥有众多优良性能：成膜性好，耐磨性好，而且具有良好的生物降解性和生物活性、优良的抗菌和抑菌作用。但壳聚糖是长链型高分子化合物，水溶性差，必须在pH值为4左右的酸性环境中才能溶解，这样必然导致对部分上浆纤维和上浆机件的损伤。而且甲壳素浆料是一种低浓高粘浆料，只有在浓度很低(1％～2％)时，

2、其浓度和粘度才维持正比关系。浓度增大后，粘度的增长速度远高于浓度的增长速度，以致浆料对纱线的浸透能力较差。因此，研究用生物酶改善甲壳素浆料的水溶性，并适当降低其粘度，提高上浆性能，对改进甲壳素浆料的实用性具有重要意义，并且符合绿色浆料的发展趋势。目前，改善壳聚糖的水溶性的途径主要有：①利用壳聚糖分子结构中的羟基和氨基的反应活性，在分子主链上引入亲水基团，得到水溶性的衍生物；②在温和均相条件下，控制壳聚糖的脱乙酰度在50％左右，制备水溶性壳聚糖；③适当切断壳聚糖的分子链得到水溶性好的产物。第三种途径包括化学降解法、物理场降解法、酶解法等。相对于其它方法，酶解法运用的

3、化学试剂少，对环境污染小，而且反应过程和产物分子量容易得到控制。酶解法就是摘要利用专一性酶或非专一性酶切断壳聚糖的分子链。相对于价格昂贵的专一性水解酶来说，采用来源广泛，价格相对便宜，易于工业化的非专一性水解酶将是一条极为诱人的途径，具有相当高的实用价值。本课题选用了大量固体、液体的各种酶制剂进行对比试验，发现液体的纤维素酶、果胶酶、蛋白酶对甲壳素浆料上浆性能的改善效果较为明显，并利用它们之间的协同作用按一定比例复配成复合酶进行处理，效果更好。大量试验分析得出，应用纤维素酶和蛋白酶的复合酶适度处理壳聚糖，能使壳聚糖浆料在浆液的pH值提升到近中性时仍可良好溶解，粘度

4、也可控制在适当范围内。本文详细研究了酶法改性的较好条件(包括温度、pH值、反应时间以及酶用量等)。本文还用改性后的浆料对几种纱线进行上浆试验，测试浆液、浆膜、浆纱的各项性能。并测试了壳聚糖和其他浆料进行混合上浆的性能。通过对试验数据进行数学分析发现把纤维素酶和蛋白酶按2：1复配得到的复合酶在温度为55℃，酶底物比为1：25条件下处理壳聚糖溶液2个小时，可使壳聚糖溶于pH值为6．5的近中性醋酸溶液，浆料的水溶性得到较大改善。并且酶处理过的甲壳素浆料的粘度可方便地通过控制反应时间而被控制在适合上浆的范围内。浆液、浆膜、浆纱的各项性能优越，上浆性能得到很大改善。关键词：

5、浆料，甲壳素，壳聚糖，酶，生物改性，上浆性能身、o每人学坝fj学位论文ABSTRACTSTUDY0NBIOLOGICALMODIFICATl0NOFCHITINSIZEABSTRACTChitinandchitosanarenaturalmacromolecularpolymers，whichbelongtoamylaseofcarbohydrate．Atpresent，chitosanisusuallyusedaschitinsize．Chitinsizeo、vn．smanyexcellentpropeIrties，forinstance，itcanformst

6、rong6lm，andithaSgoodabrasionresistance．Besides，ithasgoodbiodegradationandbiologicalactiVity，eminentantibaCterialandbacteriostasicactiVity．HoweVer，chitosanisakindoflongchainpolymerswhosewatersolubil时isbad．ChitosancanonlybesolVedinacidics01utionwhichpHValueisabout4．O，whichwillresultinda

7、magetosizingflberandmachine．Furthemore，chitinsizehaslowconcentrationbuthighViscosi够0nlyconcemrationis1％～2％，itsViscositywillbeindirectproportionwithconcentration．Whenconcentrationgoesup，theincreasingrateofViscosityismuchbiggerthanthatofconcentration，whichresultthatthesizehasbadpenetrat

8、ionto