壳聚糖

结构与特性

壳聚糖是 β-(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖的线性聚合物，分子链上带大量氨基（-NH₂）。

在酸性条件下（pH < 6.5），氨基质子化成 -NH₃⁺，使壳聚糖成为天然界少见的阳离子多糖。

脱乙酰度（DD）是指脱去乙酰基的葡萄糖单元比例，DD 越高，氨基含量越高，阳离子性与抗菌性越强，溶解度越好。

由于分子链上有氨基与羟基，壳聚糖易于化学改性（接枝、交联、季铵化），并具有良好的成膜性与螯合金属离子的能力。

抗菌机理

• 静电吸附：质子化的 -NH₃⁺ 与带负电的细菌细胞膜结合，破坏膜通透性，导致内容物泄漏。
• 螯合作用：螯合细菌生长必需的金属离子（如 Ca²⁺、Mg²⁺、微量元素），抑制其代谢。
• 膜阻断：高分子量壳聚糖在细菌表面成膜，阻断营养与氧气交换。
• 进入细胞：低分子量壳聚糖可进入细胞，与 DNA 结合干扰转录与蛋白质合成。
• 由于是多机制协同，细菌不易产生耐药性。

在纺织中的应用

• 抗菌防臭整理：内衣、袜子、医用纺织品、婴儿用品，是天然抗菌的首选。
• 医用敷料：止血、促进伤口愈合、抑菌、良好的生物相容性。
• 吸湿保湿整理：提高织物的吸湿性与穿着舒适性。
• 防霉与防腐：用于户外纺织品与家纺。
• 废水絮凝剂：壳聚糖的阳离子性可絮凝印染废水中的阴离子染料与悬浮物，是环保型水处理剂。
• 纤维改性：与粘胶、海藻酸共混纺丝制成抗菌纤维（如壳聚糖纤维）。

使用要点

• 溶解：先用稀醋酸（1%～2%）溶解成 0.5%～2% 的溶液，再稀释使用（不能直接溶于水）。
• 固着：壳聚糖与纤维结合力弱，需加入交联剂（如柠檬酸、BTCA、戊二醛）或黏合剂提高耐洗性。
• 工艺：浸轧（5～20 g/L）→ 烘干 → 焙烘（140～160 ℃ × 2～3 min，促进交联）。
• 与阴离子助剂不相容（会絮凝沉淀）。
• 分子量选择：高分子量成膜性好、手感偏硬；低分子量渗透性好、抗菌性更强但牢度差。
• 手感：用量大时会使织物发硬，可配合柔软剂改善。

相关词条

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