水溶性壳聚糖的制备及其在抗菌竹纤维膜中的应用

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竹纤维具有良好的透气性、吸湿性和抗紫外线等功能;壳聚糖具有良好的生物活性和良好的抑菌性,被作为抗菌试剂广泛的应用于食品、医药和纺织行业。本文以未漂硫酸盐竹浆为原料,通过漂白精制得到优质溶解级竹浆粕。探讨了反应条件对竹浆粕性能的影响;以壳聚糖为原料,用氯乙酸作为改性剂,制备了具有良好水溶性的N,O-羧甲基壳聚糖,以H202作为氧化剂,制取低分子量水溶性壳聚糖;在NaOH/尿素/硫脲/水溶剂体系中制备了抗菌壳聚糖竹纤维共混膜,并按照GBT20944.3-2008纺织品抗菌性能标准测定了竹纤维共混膜对革兰氏细菌的抑菌率。采用H-Q-P-A的漂白精制工艺可制备出优质的溶解级竹浆粕,其α-纤维素含量为95.50%,白度达到85%,聚合度为517,灰分含量为0.183%。用氯乙酸在低碱浓的条件下制备N,O-羧甲基壳聚糖,可以制备出总取代度为1.675、O位取代度为1.346,具有良好水溶性、抗菌性和反应活性的N,O-羧甲基壳聚糖。以H20:作为氧化剂,在醋酸溶液的均相介质中制备了不同分子量的水溶性壳聚糖。首次将N,O-羧甲基壳聚糖、低分子量壳聚糖与竹纤维共混,以氢氧化钠/尿素/硫脲/水为溶剂制备出表面平滑的壳聚糖竹纤维共混膜。共混膜的红外谱图表明,在制备壳聚糖竹纤维共混膜的过程中发生了化学交联反应,有新的化学键生成。共混膜的XRD衍射曲线和结品度表明,添加N,O-羧甲基壳聚糖和低分子量壳聚糖,均能提高竹纤维膜的结晶度。共混膜的SEM图表明,N,O-羧甲基壳聚糖和低分子量壳聚糖与竹纤维具有良好的相容性。当添加量为5%时,N,O-羧甲基壳聚糖/竹纤维共混膜对革兰氏阳性菌(金黄色葡萄球菌)的抑菌率达到99.99%,对革兰氏阴性菌(大肠杆菌)的抑菌率为88.66%。低分子量壳聚糖的分子量在0.8万-1.73万时,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有很好的抗菌效果,当添加量为5%时,其对两种细菌的抑菌率均达到90%以上。
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