海藻纤维的制备及其应用

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1、FiberTechnology 纤维技术海藻纤维的制备及其应用摘要：生物可降解纤维是指在自然界微生物如细菌、霉菌和藻类的作用下，可完全分解为低分子化合物的纤维材料。目前，研究最多的生物可降解纤维之一就是海藻纤维。文章综述了海藻纤维的原料来源、制备原理及制备工艺，重点介绍了海藻纤维在创伤被覆材料方面的应用。关键词：海藻酸钠；海藻纤维；创伤被覆材料；生物降解中图分类号：TQ341.1文献标识码：A文章编号：1003－3025（2006）07－0044－04青岛大学化工学院郭肖青朱平烟台华润锦纶有限公司王新当前，生物可降解纤维成为研究热点

2、。生物可降解纤维是指在自然界微生物如细菌、霉菌和藻类的作用下，可完全分解为低分子化合物的纤维材料。目前，研究最多的生物可降解纤维主要有海藻纤维、聚乳酸纤维、Loycell纤维、牛奶纤维、甲壳质与壳聚糖纤维、合成蜘蛛丝纤维等。海藻纤维的原料来自天然海藻，产品具有良好的生物相容性、可降解吸收性等特殊功能，属可再生资源，是一种良好的环境友好材料。世界海洋中估计有2.5万种海藻，按颜色可粗分为红藻、褐藻、绿藻和蓝藻四大类。海藻纤维的原材料来自天然海藻中所提取的海藻多糖。其有机多糖部分由b—D—甘图1海藻酸结构及其连接方式露糖醛酸（b—D—m

3、annuronicacid）和a—L—古罗糖醛酸（a—L—guluronicacid）两种组分构成。科学家们经过细致和等方面应用较多。在可用作制备海藻纤维的原料中，最常用的是可溶性钠盐粉末，其分子结构如图2所示。深入的研究工作，明确了褐藻胶分子中这两个组分是多聚甘露糖醛酸（M）n和多聚古罗糖醛酸（G）n以不规则的排列顺序分布于分子链中，两者中间以交替MG或多聚交替（MG）n相连接。如图1所示。先用稀酸处理海藻，使不溶性海藻酸盐转变海藻酸，然后加碱加热提取，生成可溶性的钠盐溶出，过滤后，加图2海藻酸钠分子结构式钙盐生成海藻酸钙沉淀，该

4、沉淀经酸液处理转变成不溶性其中，聚合度n一般在180～930之间，相对分子质海藻酸，脱水后加碱转变成钠盐，烘干后即为海藻酸钠。目 量一般在3.2×104～2.5×105之间。前，海藻酸在食品工业、纺织工业、医药卫生和科学研究1海藻纤维的制备海藻纤维通常由湿法纺丝制备，所谓湿法纺丝就是将高聚物溶解于适当的溶剂以配成纺丝溶液，将纺丝液从喷 作者简介：郭肖青，女，1979年生，博士在读，青岛，26607144纺织导报ChinaTextileLeader·2006No.7FiberTechnology 纤维技术丝孔中压出后射入到凝固浴中凝固

5、成丝条。将可溶性海藻海藻酸钠溶液浓度越高，需脱除的溶剂越少，纤维成酸盐（通常用海藻酸钠）溶于水中形成粘稠溶液，然后通形速度越快。如其它条件不变而增加纺丝原液中聚合物的过喷丝孔挤出到含有二价金属阳离子（Mg2+除外）的凝固浓度，则所得出生纤维的密度较大，纤维中微孔数目减少，浴中，形成固态不溶性海藻酸盐纤维长丝。纤维结构比较均匀，有利于改善纤维的力学性能。1.1纺丝原理2）纺丝溶液的过滤海藻酸钠是一种高分子量的线型高聚物。纯粹的海藻在溶解以后的海藻酸钠纺丝溶液中，还存在一定的酸钠溶解在水中，可形成均匀的、能流动的溶液。海藻酸未溶解的高分

6、子及与原料、设备和管道中带入的各类杂质钠的溶解较小分子物质的溶解过程要慢得多，一般需要50微粒。这些微粒在纺丝过程中会阻塞喷丝孔，造成单丝断～60℃下1h才能完全溶解。由于海藻酸钠与水分子的头，或在成品纤维结构中形成薄弱环节，使纤维强度下尺寸相差悬殊，两者分子的运动速度存在着数量级的差别，降。纺丝溶液的过滤，一般采用板框式压滤机，过滤材料因此，当海藻酸钠与水混合后，水分子很快渗透进入海藻选用能承受一定压力、并具有一定紧密度的各种织物，一酸钠，而海藻酸钠大分子向水的扩散速度却非常慢，这就般为绒布和细布。一般要连续进行2～4道过滤。后一

7、决定了海藻酸钠的溶解过程必定分为两个阶段：首先是水道过滤所用的材料应比前一道更致密，这样才能发挥应有分子扩散进入海藻酸钠的外层，并逐渐由外层进入内层，的作用。使海藻酸钠体积膨胀，称为溶胀阶段；然后，海藻酸钠大3）纺丝溶液的脱泡分子逐渐分散在水中，直至形成均匀的海藻酸钠溶液，达在海藻酸钠溶液的制备过程中，容易因搅拌、输送和到完全溶解。过滤而带入大量尺寸不一的气泡，如果不加以去除将影响海藻酸钠很容易与某些二价阳离子键合形成水凝胶， 海藻酸钠的过滤及海藻酸钠的成形过程。过滤时气泡会破它是典型的离子交联水凝胶，在海藻酸钠水溶液中加入 坏滤材

8、的毛细结构，造成溶液渗漏；成形时气泡会造成纤Ca2+、Sr2+、Ba2+等阳离子后，海藻酸钠中G单元上的Na+ 维断头、毛丝，而且微小的气泡则容易形成气泡丝，降低与二价离子发生离子交换反应，大分子中的G基团堆积形 纤维的强度，甚至使纺