饰品之家讯：壳聚糖抗菌机理棉家纺织物由于具有优良的服用舒适性、吸湿性、透气性和抗静电性等优点[1],深受人们的欢迎,但是棉织物的耐微生物性能较差,极易成为细菌滋生繁衍和传播的场所。各种细菌在条件适宜时会在织物上迅速繁殖,不仅损害纤维素纤维织物,还会对皮肤产生异常的刺激,并诱发皮肤病[2]。因此,必须重视棉家纺织物的抗菌整理。甲壳素是一种带正电荷的碱性多糖[3],广泛存在于虾、蟹、昆虫的甲壳,以及真菌(酵母、霉菌)的细胞壁和植物(如蘑菇)的细胞壁中,是自然界中仅次于纤维素的第二大天然高分子化合物[1]。甲壳素经浓碱处理,脱去分子中的乙酰基后,转化为可溶性的脱乙酰甲壳素,又称甲壳胺或壳聚糖,其学名为1,4-二-氨基-2-脱氧-β-D-葡萄糖,或简称聚氨基葡萄糖[4]。壳聚糖的成膜性强,且因与纤维素的分子结构相似,对其有很好的吸附性和相容性。壳聚糖的羟基及部分氨基可与纤维素纤维的羟基形成众多的分子间氢键[5],而壳聚糖的溶剂,即某些稀酸也可以作为两者的交联剂。如经过多元羧酸等交联剂的作用,壳聚糖可结合在织物上,在织物表面形成一层抗菌保护层,使棉织物具有优良的抗菌效果。作为天然可再生资源,壳聚糖具有广谱抗菌性、生物活性、生物可降解性、生物可相容性、无毒性以及极好的螯合能力,且能加速伤口愈合[6]。使壳聚糖产生抗菌性的方法有三种:(1)将高分子量的脱乙酰甲壳素用盐酸或酶(一般是甲壳素酶、脱乙酰酶、纤维素酶)进行处理,使氨基葡萄糖形成5~6个连续的脱乙酰甲壳素低聚糖;(2)将脱乙酰甲壳素的分子量变成40000~50000的低级分解糖;(3)将脱乙酰甲壳素季铵盐化。我们采用第(2)种方法与第(3)种方法相结合,将已具有抗菌性的低分子量壳聚糖季铵盐化,以产生更优良的抗菌性能。将脱乙酰甲壳素季铵盐化也有三种方法:(1)根据脱乙酰甲壳素能溶于各种稀有机酸的特性,将脱乙酰甲壳素溶于稀醋酸中,通
过盐式键季铵盐化,成为脱乙酰甲壳素有机酸盐。如果再通过碱处理则又会分解出来,成为游离的甲壳素,而失去抗菌性。其酸碱反应的方程式如下:(2)脱乙酰甲壳素与甲基碘等烷基卤反应,生成脱乙酰甲壳素的N-三甲基铵盐。由于甲基碘用量少,也可预先将脱乙酰甲壳素溶于醋酸中,其中加入甲醛,把脱乙酰甲壳素上的氨基预先N-三甲基化,然后再与甲基碘反应。(3)使已经季铵盐化的化合物与脱乙酰甲壳素反应。盐一般采用水溶性缩水甘油三甲基氯化铵(GT-MAC),作为季铵盐化试剂,以提高壳聚糖的水溶性和抗菌性。在中性和碱性条件下,GTMAC优先与壳聚糖分子中的氨基反应,生成N-(2-羟基)丙基-3-三甲基壳聚糖氯化铵(简称HTCC)。由于壳聚糖不溶于水,上述反应属非均相反应,速度较慢。
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