“有材有料” 棉纺织技术新传媒 纺织新材料专栏 随着人们对纤维的需求量不断增加,开发以天然可再生资源为原料的新型生物基化学纤维成了后石油时代解决纺织行业原料来源的重要途径。 海洋,是地球上最广阔的水体,总面积约为3.6亿平方公里,约占地球表面积的71%。海洋中蕴含丰富的动植物资源,利用海洋生物体或海洋生物提取物制成的海洋生物质纤维成为近年来快速发展的绿色生物质纤维品种。 海藻酸纤维、卡拉胶纤维、琼胶纤维、浒苔多糖纤维等属海洋植物纤维。甲壳素纤维和甲壳素衍生物纤维(壳聚糖纤维、乙酰甲壳素纤维、二丁酰甲壳素纤维等)则属于海洋动物纤维。其中,壳聚糖纤维是国内外产量最大的甲壳素及其衍生物制成的海洋动物纤维。今天,我们就一起来看看什么是壳聚糖纤维。 1.原料来源 顾名思义,壳聚糖纤维的原料是壳聚糖,而要认识壳聚糖,首先要了解甲壳素。 甲壳素广泛存在于虾、蟹、昆虫的外壳以及藻类的细胞壁中。自然界中甲壳素的年生物合成量约100亿吨,是地球上除纤维素以外的第二大有机资源。 甲壳素用浓碱脱去乙酰基即为壳聚糖,化学名称为β-(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖,外观为白色或淡黄色半透明状固体,相对分子质量从数十万至数百万不等,可溶于大多数稀酸如盐酸、醋酸、苯甲酸等溶液。壳聚糖具有生物可降解性和细胞亲和性等许多独特的性质,同时壳聚糖还具有良好的成纤性。 用壳聚糖制成的壳聚糖纤维具有天然的抑菌性、生物相容性和吸附性,在生物医用、卫生、军工等领域具有广泛的应用前景。 2.制备工艺技术 常见的壳聚糖的生产工艺有湿法纺丝、干湿法纺丝以及静电纺丝,其中湿法纺丝是工业生产中最常用的制备壳聚糖纤维方法。湿法纺丝一般是先将壳聚糖原料溶解于5%浓度的醋酸水溶液中,经过滤、脱泡后制成一定黏度的纺丝原液,而后经过计量泵、从喷丝头中挤出,呈细流状的原液在凝固浴中凝固成固态纤维,随后经进一步拉伸加工后得到成品纤维,一般的工艺路线如下图。 下图是青岛即发集团的工艺流程图: 3.性能特点 由于壳聚糖特殊的结构与特性,使壳聚糖纤维具备许多优异的性能。 表 壳聚糖纤维的力学性能 4.国内外生产企业及产能 表 国内壳聚糖纤维厂家及产能 表 国外壳聚糖纤维厂家 5.应用领域 壳聚糖纤维可纺制成长丝、短纤维、纳米纤维膜,在以下领域广泛应用。 医用纺织品 壳聚糖纤维主要用于医疗卫生领域,特别是日本和美国,利用甲壳素及其衍生物纤维开发了创面敷料、可吸收手术缝合线、止血用品、人造血管等系列产品。 壳聚糖纤维创面敷料 青岛即发集团生产了吸湿溶涨、吸水溶解的壳聚糖医用辅料,已小批量供给国内外医用材料生产商,他们对壳聚糖纤维在医疗领域的定位是创可贴、止血材料、伤口愈合材料、手术缝合线、栓塞类、隔离防粘类等其他医用材料。 溶胀性壳聚糖纤维针刺无纺布 服装用纺织品 壳聚糖纤维常与其他纤维混纺,如棉、麻等,可用于制备床单、被套、毛巾、毛毯、餐巾等家纺产品,制品质地柔软、透气导湿性能优良、穿着舒适,特别适用于妇女、儿童、老人及过敏体质和疱疹性皮肤病人等。 壳聚糖纤维服装与毛巾 卫用纺织品 壳聚糖纤维非织造布具有抑菌、除臭、消炎、止痒、保湿、防燥、护理肌肤等功能,可用于卫生巾、纸尿裤等产品。同时也是一种良好的面膜基材,可用于化妆品领域。 无刺激壳聚糖面膜与纸尿裤 过滤材料 壳聚糖纤维具有很高的比表面积,分子中同时含有氨基和羟基,因此可以吸附螯合甲醛、重金属等有害物质,是很好的吸附材料,可以添加在烟草过滤嘴中,降低吸烟的危害,还可用于水净化过滤、空气净化过滤及核污染处理等。 |
|