甲壳素及其衍生物作为造纸助剂的研究进展

《甲壳素及其衍生物作为造纸助剂的研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据造纸化学品与应用17甲壳素及其衍生物作为造纸助剂的研究进展张春敬1刘玉1李立波21．山东轻工业学院制浆造纸科学与技术教育部重点实验室山东济南(250353)2．山东省潍坊市昌乐县世纪阳光纸业有限公司山东潍坊(262408)摘要：综述了甲壳素及其衍生物壳聚糖在造纸工业中作为纸张表面施胶剂、辅助施胶荆、增强荆、助留助滤剂和整理荆的应用状况：展望了壳聚糖作为造纸助荆应用的发展方向。关键词：甲壳素；壳聚糖；造纸助剂20世纪90年代以来，我国造纸工业快速发展，由于针叶木资源的缺乏，导致阔叶木和草类原料的使用量不断增加，抄纸时存在单程留着率低，滤水性能差等缺点。废纸

2、回收利用率越来越高，浆料中的微细组分含量增加。在世界范围的水资源短缺和防治污染的强烈要求下，各国造纸工业必须进行有效的封闭循环用水，以达到节能减排的目的。以上这些复杂的因素都对造纸湿部剂提出了更高的要求。因此开发新型高效的造纸助剂便显得刻不容缓，制浆造纸化学助剂已成为造纸工业中不可缺少的重要组成部分。1甲壳素1．1甲壳素定义及化学组成甲壳素(英文名称chitin)又名甲壳质、壳蛋白几丁，是一种多糖类生物高分子，在自然界中广泛存在于低等生物菌类、藻类的细胞，节支动物、虾、蟹、昆虫的外壳，软体动物(如鱿鱼、乌贼)的内壳和软骨，高等植物的细胞壁等，甲壳素每年生物合成资

3、源可达2000亿吨，是地球上仅次于植物纤维的第二大生物资源，是人类取之不竭的生物资源。甲壳素是由2一乙酰胺基一a一脱氧一B—D一葡绚糖通过B—l，4苷键连接而成的直链状多糖。甲壳素的化学结构和植物纤维素非常相似，都是六碳糖的多聚体，分子量都在100万以上。纤维素的基本单位是葡萄糖，它是由300—2500个葡萄糖残基通过Ⅸ一1，4糖甙链连接而成的聚合物。几丁质的基本单位是乙酰葡萄糖胺，它是由1000～3000个乙酰葡萄糖胺残基通过B一1，4糖甙链相互连接而成聚合物。而几丁聚糖的基本单位是葡萄糖胺。分子量越高吸附能力越强，适合造纸工业、环保领域的应用。而低分子量容易

4、被人体吸收。分子量为7000左右的几丁聚糖，大约含30个左右的葡萄糖胺残基。1．2甲壳素的性质甲壳质是一种无色结晶或无定形物，不溶于水、有机溶剂、稀酸及稀碱中，只能溶于浓无机酸中，但可被酶分解而吸收。甲壳质分子中含有氨基(一NH)，具有碱性，溶于酸性溶液形成带正电荷的阳离子基团，这是自然界中唯一存在的带正电荷可食性食物纤维。甲壳质对人体细胞有良好的亲和性，不会产生排斥反应。溶解后的几丁聚糖呈凝胶状态，具有较强的吸附能力。因甲壳质分子中含有羟基、氨基等极性基团，吸湿性很强，可用做化妆品保湿剂。甲壳质是天然纤维素(动物性食物纤维)，没有毒性和副作用，其安全性和砂糖近

5、似。(砂糖致死量为189／kg，而甲壳质为169／kg)。可螯合重金属离子，同时可作为体内重金属离子的排泄剂。2壳聚糖2．1壳聚糖定义及化学组成壳聚糖，(英文名称Chitosan)，是甲壳素脱去分子作者简介：张春菇jr．(1985-)。女．山东轻工业学院制浆造纸在读研宛生，研究方向：制浆造纸绿色化学与技术。万方数据18造纸化学品与应用2010年第4期中的乙酰基的产物，壳聚糖的溶解有所提高，也称之为可溶性甲壳素。组成壳聚糖基本单位是D一葡胺糖。它是从甲壳类动物和真菌的细胞壁等物质中提取得到的唯一天然碱性多糟1‘21。壳聚糖分子中有大量的氨基和羟基，与纤维素类似，壳

6、聚糖在造纸领域的应用，也引起了广泛的关注D．4一。在均相中进行甲壳素的脱乙酰化反应时，则可得到脱乙酰化度在50％左右且能溶于水的产物。在均相条件下得到的相同脱乙酰化度的产物不但不溶于水，而且也不溶于稀酸。据研究可知，这种差异是由于两种条件下得到的产物中脱乙酰的氨基在分子链上的分布不同而造成的。由于存在游离的氨基，其反应活性比甲壳素强。2．2壳聚糖的性质壳聚糖及其衍生物可有效地提高纸张的干湿强度和改善表面印刷性，广泛地应用于印刷纸的生产，以适应高速印刷、高粘度油墨的要求。壳聚糖能有效地提高纸张的物理强度和填料留着率0．2％，最佳pH是6嘲。壳聚糖也可进行接枝、交联

7、、氧化、酯化、羧甲基化等多种化学反应。壳聚糖分子中具有氨基与羟基，溶解在稀酸中能形成高粘度的胶体溶液，其水溶液是阳离子电解质，具有很好的絮凝作用。壳聚糖为高分子量的线型聚胺，其分子上的氨基易发生化学反应，在适宜条件下可开拓更多的应用领域，例如：膜材料、絮凝剂及功能材料。3壳聚糖作为造纸助剂在造纸工业的应用研究3．1表面施胶剂或辅助施胶剂草类纤维抄造出的纸张质量一般较差，壳聚糖具有一定的阳离子性，稳定的抗水性，渗透性较好，强度高，成膜性好，与纤维素间作用大，壳聚糖作草浆纤维纸张表面施胶剂更有实际意义，可大幅度改善纸张性能。0．1一Ig／m：壳聚糖涂布于成纸表面上，

8、能提高纸张表面强度、柔软