甲壳素纤维有什么性能?用途有哪些?


在了解甲壳素纤维的性能及应用之前,我们先来了解一下什么是甲壳素纤维。甲壳素其实是一种动物纤维素,存在于虾、蟹、昆虫等一些甲壳动物的壳内和蘑菇、真菌和细菌等细胞膜之内。虾、蟹的壳一直都被人们当成废物丢弃而未加以利用。直到近四十年来,特别是近十年来,人们才了解了什么是甲壳素纤维,人们将虾、蟹甲壳粉碎干燥之后,先用稀盐酸处理,除去碳酸钙,即所谓的脱灰,再在稀碱中浸泡,以除去蛋白质,得到甲壳素粉末。甲壳素经过脱乙酰后生成壳聚糖。壳聚糖又被称之为几丁聚糖,将其溶解在稀乙酸中形成壳聚糖纺丝原液,按湿法纺丝工艺,经过滤、脱泡、纺丝、凝固(碱性溶液)、塑化拉伸、水洗、切断、洗涤、上油、干燥、制得甲壳素纤维。


  甲壳素纤维性能一:生物医学性

  甲壳素的大分子结构与人体内的氨基葡萄糖的构成相同,而且具有着类似于人体骨胶原组织的结构,这种双重的结构赋予了它们极好的生物医学特性:即它对于人体无毒无刺激,可被人体内的溶菌酶分解从而吸收,并且与人体组织有良好的生物相容性,它还具有抗菌、消炎、止血、镇痛、促进伤口愈合等功能。因此,甲壳素和壳聚糖是理想的医用高分子材料,被广泛的用于制造特殊的医用产品。国外,尤其是日本和美国已经用它来制造人造皮肤、可吸收缝合线、血液透析膜和药物缓释剂以及各种医用的敷料等。

  甲壳素纤维性能二:可生物降解性

  由于制造甲壳素纤维的原料一般采用虾、蟹类水产品的废弃物,一方面这可减少这类废弃物对环境的污染,另一方面甲壳素纤维的废弃物又可生物降解,不会污染周边环境,所以甲壳素纤维又被称为绿色纤维。

  甲壳素纤维性能三:优良的吸湿保温性

  由于甲壳素纤维在其大分子链上存在大

  量的羟基(—OH)和氨基(—NH2)等亲水性基团,故纤维有很好的亲水性和很高的吸湿性。甲壳素纤维的平衡回潮率一般在12%~16%之间,在不同的成形条件下,其保水值均在130%左右[4]

  甲壳素纤维性能四:较好的可纺性

  目前国内生产的甲壳素、壳聚糖纤维具有较好的可纺性。但与棉纤维相比,甲壳素纤维线密度偏大,强度偏低,在一定程度上影响了甲壳素纤维的成纱强度。在一般条件下用甲壳素纤维进行纯纺还有一定困难,通常采用甲壳素纤维与棉纤维或其他纤维混纺来改善其可纺性。随着甲壳素原料及纺丝工艺的不断改进,纤维线密度和强度将会进一步提高,用它可开发出各种甲壳素纯纺或混纺产品。此外,甲壳素纤维由于吸湿性良好,具有优良的染色性能,可采用直接、活性、还原、碱性及硫化等多种染料进行染色,且色泽鲜艳。

  甲壳素与壳聚糖纤维可纺成长丝或短纤维两大类。长丝用于捻制医用缝合线,免除病人拆线痛苦,或切成一定长度的短纤维,纺成纱线,用做纺织材料;短纤维以无纺布形式制作医用敷料,用于治疗各种创伤,如烧伤、烫伤、冻伤及其他外伤,有促进伤口愈合和消炎抗菌作用。甲壳素纤维轻纺纱、织布加工成各种功能性产品,如保健针织内衣、放臭袜子、不黏毛巾、保健婴幼儿服、抗菌休闲服、抗菌防臭床上用品、抑菌医用护士服;也可加工成各种救护用品,如绷带、纱布、急救包等[5]。

  在药理作用方面甲壳素纤维的应用主要体现在除臭、生态抑菌上。甲壳素纤维是自然界中的唯一的阳离子性纤维,其所带阳离子与构成细菌细胞壁的唾液酸(SIALIC)或磷脂质阴离子发生离子结合,通过正负电荷相互作用,吸附在细菌细胞表面产生穿刺作用,渗透到细菌细胞壁内,阻碍遗传因子从DNA到RNA的转移,造成细菌细胞代谢的紊乱,导致细菌死亡,同时,甲壳素纤维能诱导细菌自身产生甲壳酶,促使细菌细胞壁分解而抑制细菌细胞生长,可以抑制葡萄状球菌和绿脓菌等细菌的增殖,以及镰刀菌等霉菌的生育。甲壳素纤维与棉花混纺针织布经医学检测其对金葡萄、大肠杆菌、白色念珠菌的抑菌率均高达99%以上,最小生育阻止浓度为10毫克/公斤,显示出极高的抗菌性。除此以外,还有最重要的一点就是甲壳素纤维能增强溶菌酶活性。人体皮肤随着出汗能分泌一种溶菌酶,能杀灭多种致病菌,甲壳素纤维直接接触皮肤,在起到抑菌作用的同时可将溶菌酶活性化,活性平均增加至原来的1.5~2.0倍[6],可杀灭霉菌、真菌等多种致病菌,多管齐下,可从根本上彻底去除由霉菌、真菌引发的体臭、汗臭、脚臭。皮肤存在微生态环境,微生态平衡是皮肤健康的核心。任何细菌只要其没有恶性繁殖到一定程度,就不会对皮肤造成伤害,皮肤不宜处在无菌的真空状态下,对皮肤表面存在的细菌不能一概杀灭。甲壳素纤维的抗菌模式是诸多抗菌方法中最科学合理的。

  甲壳素纤维接触皮肤的时候,能通过毛孔吸附耦合体内的阴离子(胆固醇、农药、化学色素、重金属离子),将之吸出体外,达到排毒的效果。吸附导致高血压病变的主要因素氯离子,可防治高血压,起预防效果。降低体内胆固醇含量,去除多余脂肪,可起到一定减肥效果 4.1.4增强免疫力、抗癌性

  甲壳素与人体皮肤中分泌出的溶菌酶相互反应,其产物葡萄糖胺被皮肤吸收后能激活单核单核巨噬细胞和淋巴球细胞(NK)活性功能,可以提高皮肤的免疫力,预防皮肤癌的发生。

  甲壳素纤维的其他应用

  1、绿色环保

  甲壳素纤维是天然纤维,其成分是氨基多糖,无毒、无味、无刺激性、无副作用,化学性质和生物性质与人体组织接近,其制品与人体不存在排斥问题,废弃后可被微生物分解。完全符合现代人类对纺织品绿色、安全、环保的要求。

  2、保湿

  甲壳素的氨基和羟基是具有高亲水性的天然物质,每个化学残基的单位电荷及极性基的密度非常大,从而具有超强的保湿能力,其回潮率可达15%以上,保湿能力比纯棉制品高出7倍,皮肤接触感觉顺滑、柔软、湿润。

  3、嫩肤

  人体皮肤分泌的溶菌酶除了杀菌以外还有活化细胞、促进皮肤再生的功能。溶菌酶活性的提高既可阻止由细菌孽生引发的皮肤毛空粗大,又可活化细胞、促进新陈代谢,双效作用,可使皮肤变得细腻而有弹性。

  4、抗静电

  甲壳素纤维由于其本身带天然正电荷兼具保湿性,能使纤维表面电压由1500伏降到800伏以下.可有效抗击静电。


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