甲壳素生和壳聚糖.pptx

Principle of Biomaterials ----Chitin presented by Lidan 1 Contents Application Modification Fiber Formation Structure and Properties Introduction and Production 2 Introduction 3 The origin of chitin 4 甲壳素广泛存在于甲壳动物虾、蟹、昆虫的外壳中，而且蘑菇、木耳、藻类、贝类、软体动物（如鱿鱼、乌贼）的软骨和表皮、节肢动物（昆虫）以及真菌类的细胞壁中，也存在着甲壳素。其是自然界中含量仅次于纤维素的一种多糖, 同时,也是地球上数量最大的含氮有机化合物。 The resource of chitin 5 中文名称：甲壳素 英文名称： chitin 其他名称：几丁质、甲壳质 标准命名： (1,4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖 类型：天然高分子聚合物，它属于线性氨基多糖。 外观：淡米黄色至白色无定形物质，无臭、无味。 Definition 中文名称：壳聚糖 英文名称： chitosan 其他名称：几丁聚糖 标准命名：(1,4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖 类型：天然高分子聚合物 外观：白色或淡黄色半透明状固体，略有珍珠光泽。 6 Production 3%-10%NaOH 70-100℃ 30min~6h 1%HNO3 60-70℃ 30~40min 0.5%KMnO4 1h 3%-10%HCl 30min~3d Chitin 7 40%-50%NaOH 80-120℃ Chitosan Structure 8 Properties 9 甲壳素不溶于水、有机溶剂、稀酸稀碱，可溶于浓硫酸、浓盐酸、85%磷酸，同时发生降解。其还可溶于一些特殊溶剂，如六氟丙酮、六氟异丙醇、三氯乙酸与卤代烃的混合物、二甲基乙酰胺与氯化锂的混合物等。 壳聚糖是由甲壳素脱去乙酰基转变而来的，其溶解性大为改善，其可溶于稀酸中，如甲酸、乙酸等，但仍不溶于水。 Solubility 10 因为甲壳素和壳聚糖分子中氮含量高(6.89%) ，所以是性能优异的螯合剂，可通过螯合和离子交换吸附重金属离子、染料等。 甲壳素和壳聚糖分子链上有羟基、乙酰氨基、氨基多种官能团，极具反应活性，可以进行交联、接枝、酰化、磺化、羧甲基化、烷基化、硝化、氧化还原、络合等多种反应。 具有较好的成膜性，其膜具有光泽，透明而柔韧，并有较好的透气性。 Adsorption properties Multi-functional reaction Film formation 11 甲壳质和壳聚糖分别被降解为乙酰葡萄糖胺和葡萄糖胺，这两种物质本身在人体中就存在，所以其有优异的生物相容性。 甲壳素和壳聚糖是天然高分子，具有优异的降解性能，通过自然界的甲壳素酶、溶菌酶和壳聚糖酶等可将其完全生物降解。 甲壳素是天然多糖，没有毒性和副作用，其安全性和砂糖近似。(砂糖致死量为18g/kg，而甲壳质为16g/kg). Biodegradability Non-toxicity Biocompatibility fiber formation 12 甲壳素和壳聚糖是用途广泛的新型材料。将其加工纺制成纤维, 进而加工成医用材料是近些年来科学家们研究的重要课题之一。 传统的方法是湿法纺丝。 raw materials → Chitin/CS→ dissolution → filtration → defoaming → measurement → spinning→ coagulating bath → stretch→ winding → spraying→ drying → product 13 湿法纺丝的关键是甲壳素要先溶于适当的溶剂中，然后才能进行纺织。所以选用合适的溶剂成为关注的热点。 Novel solvent spin systems detail novel 14 15 back 16 由于甲壳素和壳聚糖的分子结构具有较大的刚性,故在适当的溶剂中它们都可以形成溶致型液晶,并且具有较低的临界浓度。甲壳素纤维要实用化, 提高强度是是十分必要的。而液晶纺丝对于改善纤维的强度和模量等机械性能具有较明显的效果。 甲壳素的液晶纺丝尚无报道。壳聚糖可按下法纺丝: Novel spinning method Modification 17 甲壳素由于乙