新型海藻酸共混纤维的制备及性能综述.pdf

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1、综述与译介新型海藻酸共混纤维的制备及性能综述展义臻123，赵雪，朱平(1.三元控股集团有限公司，杭州311221；2.东华大学化学化工与生物工程学院，上海201620；3.青岛大学化学化工与环境学院，山东青岛266071)摘要：论述了海藻纤维的结构，重点介绍了海藻酸与羧甲基纤维素钠、海藻酸与纤维素、海藻酸与壳聚糖、海藻酸与明胶、海藻酸与PVA、海藻酸与聚乙二醇、海藻酸与大豆、海藻酸与粘胶共混纤维的制备及其性能。关键词：海藻纤维；共混纤维；壳聚糖；明胶中图分类号：TB332文献标识码：B文章编号：1001-7003（2009）03-0046-05海藻

2、纤维以其优异的特性———高吸湿成胶性、整体易去除性、高透氧性、生物相容性、生物降解吸收性、高离子吸附性以及环保的生产工艺已在医疗行业作为图3海藻酸的G-M片段连接形式医用纱布、敷料等得到广泛应用。目前海藻纤维存在的1.2海藻纤维的“egg-box”结构主要问题是机械性能如强力低等缺点，海藻纤维经凝海藻酸钠容易与某些二价阳离子络合形成水凝固浴、干燥后比较硬脆，强力较低，影响了纤维的应用。胶，它是典型的离子交联水凝胶。在海藻酸钠水溶液中而高分子之间的共混技术是改善高分子材料性能的有加入Cu2+、Zn2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等阳离子后，G单元上

3、的效方法。大分子共混改性可以结合各种高聚物的优点，Na+与二价金属离子发生离子交换反应，其中Ca2+的离改善纤维的各种性能。子空间大小最适合与海藻酸大分子形成紧密络合，G1海藻纤维结构单元与Ca2+形成蛋盒（egg-box）结构(图4、图5)，G基团1.1海藻酸的化学结构堆集而形成交联网络结构，从而转变成水凝胶纤维而海藻酸钠是海藻纤维的主要制备原料，海藻酸是析出。作为医用材料使用时通常选用毒性低的Ca2+作一类从褐藻类的海带或马尾藻中提取出的天然线性多为海藻酸的离子交联剂。糖，由1，4键合的β-D-甘露糖醛酸(M单元)和a-L-古罗糖醛酸(G单元)

4、残基组成（图1、图2）。白色至浅黄色纤维状或颗粒状粉末，几乎无臭、无味，溶于水形成黏稠糊状胶体溶液，不溶于乙醚、乙醇或氯仿等。海藻酸图4G单元与Ca2+形成的“蛋盒结构”的大分子片段大分子长链中可能有-M-M-M-（M段）、-G-G-G-（G段）、-G-M-G-M-（交替段）、-G-G-M-G-（混合段）等片段(图3)。图1海藻酸的M、G单元图5G单元与Ca2+形成的“蛋盒结构”单个片段2海藻酸/羧甲基纤维素钠共混纤维海藻纤维经凝固浴干燥后形成的“egg-box”结构成为纤维的结晶区，所得纤维硬脆，吸湿性较低，强力图2海藻酸化学结构式较低，影响了纤

5、维的应用。大分子共混改性可以结合各种高聚物的优点，改善纤维的各种性能。与海藻酸钠同收稿日期：2008-07-31；修回日期：2008-10-13为聚阴离子的高分子多糖———羧甲基纤维素钠作者简介：展义臻(1981—)，男，工程师，主要从事功能纺织品及染整新工艺的开发与应用。(NaCMC)具有无毒、良好的生物相容性、降解性、可再-46-生性和吸湿性的特性。15%左右时可以得到各种性能均较好的NaCMC/NaCMC分子能形成一个三维空间网状结构，能结NaAIg共混纤维。合住大量的水。图6为羧甲基纤维素结构式。NaCMC3海藻酸/纤维素共混纤维与多价金属

6、离子结合会形成水凝胶。NaCMC水凝胶作目前德国ZimmerAG公司经过多年的研发，推出为新型的生物材料已应用在伤口敷料、药物释放载体了一种新型的多功能生物活性纤维素纤维—————海丝领域。系列纤维。海丝纤维是用纤维素和海藻制成的新型保健和医疗专用纤维，它是再生纤维素纤维。海丝纤维采用溶剂纺丝法Lyocell工艺加工而成。它的加工原料和整个工艺过程都很环保，对环境没有污染[2]。3.1海丝活性纤维的制备工艺图6羧甲基纤维素结构式在制造海丝纤维时，先将纤维素在NMMO溶液中NaCMC和NaAIg（海藻酸钠）作为含有多羟基及羧溶解，然后将磨碎的海藻以粉

7、末或悬浮颗粒形式加入基的线性高分子多糖，其结构的相似性使两者有较好其中，形成由纤维素、海藻、溶剂(NMMO)和水组成的分的相容性。两者都可溶于水，具有一定的吸水吸湿能散纺丝液，通过干湿法纺丝加工成海丝纤维。力，与多价金属离子生成不溶性水凝胶。3.2海丝活性纤维的加工对象海藻酸钠中的G单元与Ca2+能形成特殊的蛋盒海丝纤维的主要成分是纤维素纤维和海藻。其中，2+也可生成离子交联（egg-box）结构，而NaCMC与Ca纤维素是自然界最常见的物质，它构成了植物的框架。（图7）。海藻的种类很多，能用于纤维制造的主要是棕色、红色、绿色和蓝色藻类，其中使用最

8、多的为棕色藻类和红色藻类。海藻能够吸收海水中的矿物质，分析表明海藻中除了矿物质，还含有糖、氨基酸、脂肪和维生素。由于具有多