畢業(yè)設(shè)計(jì)-甲殼素纖維的性能及應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-01-05 23:23 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 紡織品公司合作，開發(fā)了既能吸汗又能防水透濕的材料，這種材料以具有無(wú)數(shù)細(xì)孔的聚氨酯布作中間層，并通過對(duì)接觸皮膚的一側(cè)加涂甲殼素涂層，外表粘合一層錦綸織物基布制作而成。由于甲殼素具有很強(qiáng)的吸濕性，汗液被它吸收并通過中間多空層向外層擴(kuò)散、蒸發(fā)。用這種材料制作的運(yùn)動(dòng)衣不僅具有良好抗菌性而且穿著舒適、無(wú)悶熱及發(fā)粘感。日本富士紡織公司開發(fā)了一種適合嬰兒服面料的高濕模 量 。這種纖 維在制造過程中加入了具有保濕抗菌成分的甲殼素，可抑制微生物的繁殖，對(duì)皮膚過敏者有預(yù)防效果。用這種材料制成的服裝或床上用品，對(duì)人體無(wú)刺激，對(duì)皮膚的親和性較好，臨床經(jīng)驗(yàn)也證實(shí)它對(duì)預(yù)防過敏性皮炎有效。 與國(guó)外相比，我國(guó)開發(fā)研制甲殼素紡織品的工作起步較晚。中國(guó)是 1952 年開展甲殼素試驗(yàn)的，先是上海，后來是青島等沿海城市， 1954 年發(fā)表第一篇實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 20 世紀(jì) 90 年代是我國(guó)甲殼素、殼聚糖研究和開發(fā)的全盛時(shí)期，到 90 年代中期，全國(guó)有上百家大專院校和科研單位投入到甲殼素的研究和開發(fā)中來。 2 甲殼素的存在狀況 甲殼素廣泛存 在于甲殼綱動(dòng)物蝦和蟹的甲殼、昆蟲的甲殼、真菌（酵母、霉菌）的細(xì)胞壁和植物（如蘑菇）的細(xì)胞壁中，詳細(xì)的情況大致如下所述。 ① 節(jié)肢動(dòng)物，主要包括甲殼綱，如蝦、蟹等，含甲殼素 20%~30%，高的達(dá)58%~85%；其次是昆蟲綱，如蝗、蝶、蚊、蠶等蛹?xì)ぶ泻讱に?20%~60%；多足綱如馬陸、蜈蚣等； ② 軟體動(dòng)物，主要包括雙神經(jīng)綱如石鱉，腹足綱如鮑，蝸牛等，頭足綱如烏賊、鸚鵡等，甲殼素含量為 3%~26%； 甲殼素纖維的性能及應(yīng)用 3 ③ 環(huán)節(jié)動(dòng)物，包括原環(huán)蟲綱如角蝸牛，毛足綱如沙蠶，蚯蚓和蛭綱如螞蟥三綱，有的含甲殼素極少，但高的含 20%~38%； ④ 原生動(dòng)物，簡(jiǎn)稱原蟲，也叫單細(xì)胞動(dòng)物，包括鞭毛蟲綱如錐體蟲，肉足綱如變形蟲，纖毛蟲綱如草履蟲等； ⑤ 肛腸動(dòng)物，包括水螅蟲綱如中水螅、筒螅等，缽水母綱和珊瑚蟲綱等； ⑥ 海藻，主要是綠藻； ⑦ 真菌，包括子囊菌、擔(dān)子菌、藻菌等，含甲殼素從微量到 45%不等，只有少數(shù)真菌 不含甲殼素； ⑧ 動(dòng)物的關(guān)節(jié)、蹄、足、的堅(jiān)硬部分，以及動(dòng)物肌肉與骨接合處均有甲殼 素存在。 甲殼素在自然界的存在，還有一個(gè)重要的方面往往被人忽視，那就是在自然界生長(zhǎng)、繁衍著的含有甲殼素的各種各樣的生物，在其死亡腐爛 后成為肥料的同時(shí)釋放出甲殼素，甲殼素在自然界經(jīng)受降解和脫乙?；^程，產(chǎn)生不同分子量的甲殼素及不同分子量、不同脫乙酰度的殼聚糖。在廣袤的田野、森林和大草原的土壤中，都有甲殼素和殼聚糖的存在；而在貧瘠的土壤和沙化的土壤中，則很少有甲殼素和殼聚糖的存在，這從一方面反映出甲殼素在自然界生態(tài)平衡中的重要性。 盡管自然界存在大量的甲殼素，但估計(jì)全世界每年可獲得的甲殼素只有 15萬(wàn)噸，真正能生成出來的，估計(jì)不過數(shù)萬(wàn)噸而已，而據(jù)專家掌握的數(shù)據(jù)顯示，目前全世界產(chǎn)生的甲殼素還沒有超過 1 萬(wàn)噸。 甲殼類動(dòng)物外殼的結(jié)構(gòu)材 料就是甲殼素，它既有生理作用，又能保護(hù)機(jī)體防止外來機(jī)械性沖擊；同時(shí)，還具有吸收高能輻射的性能。在真菌的細(xì)胞壁中，甲殼素與其他多糖相連，在動(dòng)物體內(nèi)，則是與蛋白質(zhì)結(jié)合成蛋白聚糖。 蝦、蟹殼中的甲殼素與蛋白質(zhì)是共價(jià)結(jié)合，是以蛋白聚糖的形式存在的，同時(shí)伴生著碳酸鈣。甲殼素在蟹殼中呈纖維狀互相交錯(cuò)或無(wú)規(guī)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并平行于殼面分層生長(zhǎng)，蛋白質(zhì)以甲殼素為骨架，沿甲殼素層以片狀生長(zhǎng)；無(wú)機(jī)鹽呈蜂窩狀多孔的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，充填在甲殼素與蛋白質(zhì)組成的層與層之間的空隙中。 3 甲殼素的生物合成 甲殼素在體內(nèi)的生物合成， 與其他多糖一樣，是一個(gè)想到相當(dāng)復(fù)雜的生物化學(xué)過程，在乙酰 CoA 的存在下，磷酸氨基葡萄糖轉(zhuǎn)移酶催化 6磷酸氨基葡萄糖合成 6磷酸 N乙酰氨基葡萄糖。與甲殼素合成酶共存的還有甲殼素脫乙酰酶，在甲殼素的合成過程中同時(shí)發(fā)生著 N脫乙?；倪^程，因此，合成出來的甲殼素，其分子鏈的糖單元不是 100%的 N乙酰氨基葡萄糖，還有一部分是氨基葡萄糖，也就是說，生物合成不只是生成甲殼素，也生甲殼素纖維的性能及應(yīng)用 4 成少量的殼聚糖。在自然界中，非但存在著大量的甲殼素，也還存在著一些殼聚糖。 甲殼素是白色或灰白色無(wú)定形、半透明固體、分子量因原料不 同而有數(shù)十萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)，不溶于水、稀酸、稀堿、濃堿、一般有機(jī)溶劑，可溶于濃的鹽酸、硫酸、磷酸和無(wú)水甲酸，但同時(shí)主鏈發(fā)生降解。 借口屬于纖維素相仿，在細(xì)胞壁中構(gòu)成一種稱為微纖維學(xué)的結(jié)構(gòu)單元。甲殼素微纖維由一束沿分子長(zhǎng)軸平行排列的甲殼
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