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新型环保造纸助剂甲壳素含壳聚糖

虾壳和蟹壳是水产养殖业产生的固体废物。随着中国海产品和养殖虾蟹产业的发展,这些废弃物的数量不断增加,造成严重的环境污染。

另一方面,它们又是 - 宝贵的生物资源。自法国人在l8ll,甲壳素中发现甲壳素以来,其脱乙酰壳聚糖和从这种废物中提取的各种改性壳聚糖已被广泛用于食品工业中的防腐剂,定居者,纺织品。印染行业染料加深剂,水处理絮凝剂,冶金行业贵金属离子回收助剂,日化行业添加剂及农业,造纸,化工等行业应用。

l甲壳素

甲壳素是地球上的天然高分子化合物,仅次于纤维素。它广泛存在于细胞状壁,昆虫和甲壳类动物的硬壳中。据估计,自然界的年生物合成量为甲壳素,接近1000亿吨。此外,甲壳素也是地球上最大的含氮有机化合物。

甲壳素与纤维素的化学结构非常相似。分子链是线性的。区别在于甲壳素 c2上有乙酰胺基(ch3conh)。甲壳素脱乙酰化得到壳聚糖,三种结构如下。

甲壳素是白色或灰白色无定形半透明固体,不溶于水,稀酸,稀碱和一般有机溶剂。它可溶于浓无机酸,但同时主链会降解形成α-葡萄糖胺。并非所有甲壳素中的结构单元都具有正乙酰基。元素分析表明,天然的甲壳素分子具有约12.5个氨基而没有n-乙酰化,并且甲壳素的不良溶解度使其应用受到很大限制。因此,近年来的研究和开发主要集中在壳聚糖及其改性上。

通常在100-180摄氏度和40%60%氢氧化钠溶液中通过非均相脱乙酰化将壳聚糖

甲壳素转化为壳聚糖。工业上,脱乙酰度大于70%且氮含量为7.0%至8.7%的脱乙酰壳多糖被认为是合格产品。它是白色无定形,透明,微珠状固体,不溶于水和碱溶液,其化学结构如上述结构式所示。壳聚糖是自然界中发现的唯一天然有机糖。它最重要的特性是它可溶于大多数稀酸并形成盐。然而,它也在稀酸中经历水解以降低其粘度。壳聚糖具有良好的吸附性,成膜性,透气性,纤维形成性,吸湿性和保湿性。