殼聚糖改性用作固色劑的研究.pdf

1、自然界中存在和每年產(chǎn)生最多的有機(jī)物是多糖，多糖中數(shù)量最大的是纖維素，其次是甲殼素，再次是淀粉。纖維素和淀粉早已為人所知，直到1811年才有人對甲殼素進(jìn)行研究。將甲殼素放在濃KOH溶液中煮沸，洗凈后得到的物質(zhì)，叫做殼聚糖?；瘜W(xué)名稱為直鏈[(1，4)-2-胺基-2-脫氧-β-D-葡聚糖]，英文名稱為poly[β-(1，4)．2-amido-2-deoxy-D-glucopyranose]，C．A．S登陸號為[9012-76-4]。由于殼聚糖

2、分子中含有-OH，-NH<,2>，-NHCOCH<,3>，分子內(nèi)、分子間含有氫鍵以及分子鏈結(jié)構(gòu)剛硬，使得殼聚糖材料結(jié)構(gòu)致密，溶解性較差，需要對其進(jìn)行化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾，改變或者破壞原有分子的晶體結(jié)構(gòu)，或者引入、改變其分子基團(tuán)，改善其溶解性從而拓寬他們的應(yīng)用領(lǐng)域。本文首先將殼聚糖降解到黏均相對分子質(zhì)量小于10000之后再將其與失水甘油三甲基氯化銨反應(yīng)，生成殼聚糖羥丙基三甲基氯化銨。這種陽離子型的殼聚糖季銨鹽對于含有磺酸基和羧酸基的直接染料、酸性

3、染料和活性染料中的陰離子有較大的反應(yīng)性，使其在染色物上的染料分子增大，親水基被封閉在織物上，形成不溶性染料鹽沉淀，另外殼聚糖本身可以在織物表面形成一層保護(hù)膜，在殼聚糖上引入了陽離子性的季銨基團(tuán)，更能有提高織物的各項色牢度。 殼聚糖本身都是由單體聚合而成的聚合物，相對分子質(zhì)量很大，溶解性差，這樣使它的應(yīng)用受到很大限制。本文采用過氧化氫氧化降解法，制備了黏均相對分子質(zhì)量為9048的低相對分子質(zhì)量的殼聚糖，使得水溶性大大改善，同時也方

4、便了后面一步季銨鹽反應(yīng)基團(tuán)的引入。本文綜合考慮各個因素設(shè)計了H<,2>O<,2>法降解殼聚糖的正交實驗，通過考察所得降解產(chǎn)物的特性黏度和脫乙酰度，考慮各個因素對降解產(chǎn)物相對分子質(zhì)量的影響并且得出H<,2>O<,2>法降解殼聚糖的最佳工藝條件，為低相對分子質(zhì)量的殼聚糖的制備提供科學(xué)的依據(jù)。最佳制備條件為：過氧化氫濃度4％，乙酸的濃度3.5％，殼聚糖的含量2％，反應(yīng)時間4h，反應(yīng)溫度50℃，制備的殼聚糖的脫乙酰度為88.53％，黏均相對分子

5、質(zhì)量為9048，顏色為淡黃色，水溶性好。本文制備的殼聚糖季銨鹽是將一個低分子的季銨鹽，即失水甘油三甲基氯化銨，引入到殼聚糖分子中的氨基上，生成殼聚糖羥丙基三甲基氯化銨。這種季銨鹽具有很好地水溶性。由于該反應(yīng)是非均相反應(yīng)，反應(yīng)過程中對殼聚糖的粒度要求較高，另外殼聚糖分子呈鏈狀，并且無規(guī)則的纏繞內(nèi)嵌，很難保證殼聚糖的氨基與季銨化試劑最充分的接觸。對于以上問題，本文提出將殼聚糖與失水甘油三甲基氯化氨在堿性條件下反應(yīng)。為了確定最佳合成條件，本文

6、采用了正交試驗。最佳合成條件如下：殼聚糖與失水甘油三甲基氯化氨的物質(zhì)的量的比為1：4，反應(yīng)溫度為80℃，反應(yīng)時間為24h，反應(yīng)介質(zhì)比為1：30的反應(yīng)條件。最佳制備條件制備得到的羥丙基殼聚糖三甲基氯化銨的取代度為0.82，產(chǎn)率為0.63。 將羥丙基殼聚糖三甲基氯化銨對直接染料和活性染料分別做了固色實驗。最佳的固色工藝參數(shù)：固色劑的用量為3％，pH為6，固色時間為20～30min，固色溫度為60℃。將羥丙基殼聚糖三甲基氯化銨溶于水中