甲壳素脱乙酰化动力学及壳聚糖在抗菌染色中的应用研究

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1、东华大学博士学位论文甲壳素脱乙酰化动力学及壳聚糖在抗菌染色中的应用研究姓名：张子涛申请学位级别：博士专业：纺织化学与染整工程指导教师：陈东辉20030301东华大学博上学位论文摘要甲壳素是地球上除纤维素之外最丰富的天然高分子聚合物。壳聚糖是甲壳素的脱乙酰化产物，是一种具有重要开发价值的天然多糖物质。将甲壳素在强碱液中加热处理，其分子结构中的乙酰胺基就会水解脱去乙酰基，留下游离的氨基，成为壳聚糖。目前，国内外对于壳聚糖应用的研究较多，而对甲壳素经浓碱作用发生脱乙酰化非均相反应制备壳聚糖的机理研究较少。本文通过正交实验方法确定了制取壳聚糖的碱液最佳浓度、温度、反应时问等工艺条件。制备

2、相同脱乙酰度不同分子量以及相同分子量不同脱乙酰度的系列壳聚糖，提出了较为简便可行的制备方法。同时，比较了不同碱处理方式和不同原材料形状对壳聚糖制备的影响。在甲壳素脱乙酰化反应的研究中，分别采用不同的反应条件：NaOH溶液浓度分别为40％和50％，温度分别为80。C，90。C，100。C，1IO。C，120。C，反应一定时间，测试产物壳聚糖的脱乙酰度。OII一离子在脱乙酰化反应中，参与扩散和亲核取代反应两个过程，分别提出了化学反应动力学控制模型，扩散化学反应动力学模型以及扩散控制动力学模型，并推导出动力学模型数学表达式。经实验结果与模型计算值比较，得出了扩散控制模型能够很好的预测甲

3、壳素的脱乙酰化反应。当产物壳聚糖的脱乙酰度低于70％时，所得模型能够很好的预测实验情况，验证了甲壳素的脱乙酰化反应是由扩散控制的反应。对壳聚糖抗菌性能的研究中，研究了壳聚糖溶液浓度，壳聚糖分子量，壳聚糖脱乙酰度等因素对抗菌性能的影响；选用大肠杆菌和枯草杆菌两种细菌测试壳聚糖抑菌性能。使用改良的Ouinn氏测试方法，得出了大肠杆菌的最佳抑制浓度为0．39／l，而枯草杆菌为0．59／1。选用戊二醛作为交联剂，提高了织物耐洗性，通过电镜照片和红外测试发现，经壳聚糖处理后，沉积在织物表面壳聚糖增多，增加了织物的抗菌性能。壳聚糖在织物染色应用研究中，采用活性染料染棉，分别研究了壳聚糖溶液浓

4、度，盐的用量，脱乙酰度和分子量等因素对织物染色的影响。测定K／S值，研究了壳聚糖东华大学博L学位论文摘要对不同母体结构活性染料的影响，测试结果表明，壳聚糖对活性染料染色有促染的作用，提高了染料的上染酉分率。壳聚糖作为一。种天然高分子物质，无毒无害，对环境没有二次污染，而且其应用-卜分广泛。从环境可持续发展角度来看，本论文为甲壳素和壳聚糖的进～步应用及开发提供了实践指导和理论基础。关键词：甲壳素壳聚糖脱乙酰化抗菌染色动力学n旦!!盟!!!!!!!!!!堕旦!!塑!!!望!!!型!!!!!垒!!!!竺DeaeetylationKineticsofChitinandApplicatio

5、nofChitosanonAntibacterialActivityandDyeingAbstractChitinisthemostabundantnaturalpolymerexceptcelluloseintheearth．Treatedwithchitininalkalisolution，theacetamidegroupinitsmoleculestructurewillhydrolyzetogetridofaeetylgroupandleavedissociatedaminegroupandbecomechitosan．Chitosan，deacetylatedprod

6、uctofchitin，isakindofnaturalpolysaccharidesource，whichhasimportantvalueinvariousareas．However,mostoftheresearchworkonchitinandchitosanisconcemedonapplication，insteadofmechanismofpreparationofChitosan，Inthisthesis，threefactors,areemphasizedandtheoptimumconditionofpreparationofchitosanhasbeenob

7、tainedbyCROSS—testdesignTwoseriesofchitosanwereeasilypreparedbythismethodinlab，onehadthesamedegreeofdeacetylationbutdifferentmolecularweight，madtheotherhadthesamemolecularweightbutdifferentdegreeofdeacetylation．Theeffectofpreparingmethodandma