一文看懂壳聚糖纤维

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。

烟草过滤嘴

编写丨东华大学材料科学与工程学院 王华平教授

东华大学纺织协同创新中心 乌婧副教授

审稿 | 中国纺织科学研究院原副院长、顾问 赵庆章

【参考文献】

[1]ACS Appl. Mater. Interfaces 2018,10, 2093−2104.

[2] 钱清.甲壳质纤维的制备及应用[J].合成技术及应用,2001,16(3):29-31.

[3] 王夕雯, 靳向煜, 柯勤飞. 壳聚糖纤维性能的测试与分析[J]. 产业用纺织品, 2011(11):15-19.

天然染料：除用于织物染色外，还具备哪些独特的功能性？

天然染料是指从植物、动物或矿产资源中获得，非人工合成、大多没有经过化学加工处理的染料。由于其无毒、无害、可生物降解、对人体无刺激等优势，在功能性纺织品、绿色印染等领域广泛应用。目前，常用的天然染料主要包括茜草、姜黄、靛蓝、五倍子等。

由于天然染料含有不同种类的色素，因而可展现出多种色彩。天然染料按颜色分类可分为红色、紫色、蓝色、黄色、绿色、灰/黑色、茶/棕色等七大类。

天然染料除了具有合成染料单一的染色应用外，还具有抗菌、防紫外线、防虫等多功能化集成特性。正是由于这些特有的功能，使天然染料在染整后加工的功能性整理方面有着广泛应用。

抗菌功能

一些天然染料由于其活血化瘀、消炎杀菌等特点，在抗菌应用中开始备受关注。众多研究结果表明，将多种天然染料应用于羊毛、棉花及其他纺织纤维后具有抗微生物特性，这为开发抗菌剂的生态替代品提供了新的思路。例如，黄连素是一种生物碱结构的天然染料提取物，现已成功地用于棉、毛和锦纶织物染色，生产出具有优异抗菌活性的黄色织物。

防紫外线功能

天然染料由于其特有的紫外防护性能，在功能性纺织品领域具有相当的市场发挥空间。有研究人员利用大黄和紫草对棉和丝绸进行染色，并对其紫外线防护性能进行了研究。结果表明，染色后织物的UPF值均大于50，且其UVA波段的紫外线透过率明显降低，说明天然染料染色可以增强织物对紫外线的防护性能。此外，一些媒染剂的加入将增强天然染料对棉、羊毛和丝绸的紫外线防护性能。

防虫功能

随着近年来对天然染料的持续研究发现，其除了染色基础功能外，还具有一定防虫特性。这不仅满足了当下的生产需要，也降低了企业在后续防虫整理加工环节的生产成本。研究人员研究了地毯内的蠹虫对10种不同天然染料染色的羊毛织物损伤情况，结果表明，其中有 8种天然染料对小圆皮蠹虫有较强的驱避作用，其强弱顺序依次为紫胶染料＞五倍子＞儿茶＞红甘蓝＞环磷酰胺茧提取物＞胭脂红＞靛蓝＞黄柏提取液。

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