海藻酸共混纖維的發(fā)展現(xiàn)狀

　　海藻酸纖維比較硬脆，強(qiáng)力較低，影響了纖維的應(yīng)用。大分子共混改性可以結(jié)合各種高聚物的優(yōu)點(diǎn)，改善纖維的各種性能。和海藻酸鈉(NaAlg)共混紡化纖織物絲的高聚物可為聚陰離子化合物(NaCMC，pectin)、聚非離子化合物(PVA，纖維素)、聚陽(yáng)離子化合物(殼聚糖及其衍生物)和兩性化合物(蛋白質(zhì))等，一般海藻酸的百分比為70%-95%，其它組分為5%-30%。
　　1、NaAlg/NaCMC共混纖維
　　羧甲基纖維素鈉(NaCMC)是在堿纖維素基礎(chǔ)上經(jīng)羧甲基化而成的一類纖維素醚，無(wú)毒，有良好的生物相容性、降解性、可再生性和吸濕性。NaCMC分子特別的長(zhǎng)椅式構(gòu)象，通過(guò)氫鍵和范德華力等分子力的作用，大分子之間相互纏繞、結(jié)合，形成一個(gè)三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能結(jié)合住大量的水，NaCMC能和多價(jià)金屬離子結(jié)合形成水凝膠。水凝膠作為新型的生物材料已應(yīng)用在傷口敷裹，藥物釋放載體領(lǐng)域。
　　NaCMC和NaAlg作為含有多羥基及羧基的線性高分子多糖，其結(jié)構(gòu)的相似性使二者有好的相容性。兩者都可溶于水，具有肯定的吸水吸濕能力，和多價(jià)金屬離子生成不溶性水凝膠，如NaAlg的G單元和Ca++生成"egg一box"結(jié)構(gòu)(見(jiàn)染整技術(shù)2006(5)；2，而NaCMC的羧基和Ca++也可生成離子交聯(lián)。
　　CMC和海藻酸鈉共混后經(jīng)CaCl2凝固浴、干燥后的共混纖維，因?yàn)轸燃谆目臻g效應(yīng)使得共混纖維大分子之間的作用力減弱，增加了海藻纖維的柔韌性，提高了海藻纖維的吸濕性。
　　2、NaAlg/蛋白質(zhì)共混纖維
　　膠原是一種糖蛋白，分子中含有糖基及大量甘氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸，膠原蛋白富含延展性，由3條聚肽鏈以氫鍵緊密結(jié)合而形成一右旋三重螺旋的纖維狀蛋白質(zhì)。以膠原纖維形式存在，在水中加熱即溶化成膠。若三條螺旋直鏈站體結(jié)構(gòu)受高熱而破壞，則成為明膠。膠原和明膠和人體無(wú)異物、炎癥和排斥反應(yīng)，透水透氣性好、活化巨噬細(xì)胞、生物相容性好、在體內(nèi)可被完全汲取、對(duì)人體無(wú)毒以及簡(jiǎn)單成型等，特別是明膠的生物降解性和無(wú)毒性，正符合當(dāng)今生物材料進(jìn)展的要求，是一種極具進(jìn)展前途的環(huán)境友好生物材料。
　　海藻酸/(膠原)明膠纖維的強(qiáng)度是利用Ca++交聯(lián)及其之間的聚電解質(zhì)效應(yīng)而得到的。海藻酸鈉能和Ca++絡(luò)合形成水凝膠，主要反應(yīng)機(jī)理為G單元和Ca++絡(luò)合交聯(lián)，形成蛋盒(egg-box)結(jié)構(gòu)，G基團(tuán)堆積而形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)變成水凝膠纖維而析出。酸浴的主要作用是得到-NH3+，因?yàn)樵谥苽浼徑z液時(shí)，需要調(diào)節(jié)(膠原)明膠的pH值為弱堿性，目的是屏蔽掉(膠原)明膠的-NH3+，幸免(膠原)明膠和海藻酸鈉形成凝膠沉淀，提高二者的相容性；而紡制成纖維后在酸浴中將(膠原)明膠的-NH2轉(zhuǎn)變成為-NH3+，NH3+和-COO-產(chǎn)生聚電解質(zhì)效應(yīng)，提高纖維之間的交聯(lián)度，提高了纖維的斷裂強(qiáng)度。
　　將溶化好的海藻酸鈉溶液加入溶化好的明膠水溶液，將兩種溶液按肯定比例共混，脫泡、減壓脫泡后，在室溫條件下于凝固浴中以濕法紡絲制備海藻/明膠纖維，該共混纖維具有較高的生理活性、優(yōu)良的力學(xué)性能和吸水率，在醫(yī)療領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，特別適用于制造無(wú)紡布作傷口敷料。
　　YangS用新的交聯(lián)方法制備了明膠/海藻酸鈉層壓物類的可汲取海綿體。對(duì)
　　其進(jìn)行SEM觀看發(fā)覺(jué)，海綿基本是均勻的，且證明形態(tài)取決于明膠/海藻酸鈉比
　　例，和交聯(lián)度無(wú)關(guān)。雖然發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，海綿在膠原酶的生理鹽水緩沖液中
　　仍可降解。
　　海藻酸/膠原共混纖維生物相容性好，粘附性強(qiáng)，具有促進(jìn)傷口愈合的活性功能及止血功能，具有較好的藥物及生長(zhǎng)緩釋作用，可和局部抑菌藥物組合制成基因工程敷料用于感染創(chuàng)面；也可和活性生長(zhǎng)因子或活性細(xì)胞組合制成基因工程敷料用于頑固性潰瘍及燒傷創(chuàng)面；無(wú)菌、低過(guò)敏原、無(wú)毒、無(wú)熱源。
　　將海藻酸鈉水溶液和大豆的堿溶液混合均勻，過(guò)濾脫泡后在室溫條件下和CaCl2、HCl、C2H5OH混合液的凝固浴中濕法紡絲，制備海藻酸鈉/大豆分別蛋白共混纖維，適合用于編織無(wú)紡布作為傷口敷料，用于醫(yī)藥和布料領(lǐng)域。
　　3、NaAlg甲殼素類共混纖維
　　甲殼素是一種天然的高分子多糖，化學(xué)名稱是β-(1,4)-2-乙酰胺基-2-脫氧-D-葡萄糖，是由N-乙酰氨基葡萄糖以β-(1,4)糖苷鍵縮合而成的，分子量為100萬(wàn)-200萬(wàn)，天然甲殼素分子中約有12.5%的氨基沒(méi)有N-乙?；?，氮含量約為6.3%-6.7%，是自然界中罕見(jiàn)的帶正電荷的纖維結(jié)構(gòu)化合物。
　　殼聚糖是甲殼素結(jié)構(gòu)式中糖基上的N-乙?；淮蟛糠置撘阴；玫降漠a(chǎn)物，化學(xué)名稱為β-(1,4)-2-氨基-2-脫氧-D-葡萄糖，分子量通常在幾十萬(wàn)至上百萬(wàn)。一般而言，脫乙酰度超過(guò)55%的甲殼素即可稱為殼聚糖。
　　α-羧甲基殼聚糖是殼聚糖6位羥基被羧甲基化的一種重要衍生物，具有止血、殺菌、消炎、吸附重金屬，促進(jìn)傷口愈合等作用。由于羧甲基殼聚糖上所含的-COO-降低了-NH3+的電荷密度，使得羧甲基殼聚糖的細(xì)胞毒性降低，具有比殼聚糖更好的細(xì)胞相容性；并且由于羧甲基殼聚糖溶于水，擴(kuò)展了殼聚糖類改性明膠膜的應(yīng)用范圍。
　　甲殼素及其衍生物生物相容性好，促進(jìn)凝血和傷口愈合，汲取傷口滲出物、不易脫水收縮等，可用于傷口填料物質(zhì)；具有無(wú)毒、能被生物體完全汲取的特點(diǎn)，滲透空氣和水分，能被生物體內(nèi)的溶菌酶降解。
　　殼聚糖和α-羧甲基殼聚糖，分子中大量的-COO-、-NH2、-OH等強(qiáng)極性基團(tuán)的存在，給予其良好的水溶性、吸濕保濕性和抑菌性，其應(yīng)用范圍比甲殼素廣。
　　海藻酸鈉纖維經(jīng)CaCl2凝固浴后，再經(jīng)過(guò)殼聚糖浴，海藻纖維被殼聚糖包覆，殼聚糖在海藻纖維表面沉積，發(fā)生聚電解質(zhì)效應(yīng)。殼聚糖包覆時(shí)，殼聚糖的分子量不能太大，因?yàn)楹Ｔ逅徕c經(jīng)Ca++交聯(lián)后的纖維部分表面和內(nèi)部結(jié)晶，海藻纖維變得致密，纖維的空隙率降低，分子量太大時(shí)，導(dǎo)致殼聚糖不易進(jìn)入海藻纖維內(nèi)部。
　　將羧甲基殼聚糖和海藻酸鈉用水溶化共混后，分別在CaCl2和HCl溶液中凝固，得到的功能性膜、纖維品種，具有良好的滲透蒸發(fā)分別效果和離子吸附功能，良好的力學(xué)性能和抗水性，無(wú)毒、無(wú)害、安全性高及可生物降解，在醫(yī)藥、吃品及環(huán)保等領(lǐng)域均有應(yīng)用。
　　4、NaAlg/PVA共混纖維
　　聚乙烯醇(PVA)是一種無(wú)毒、無(wú)刺激性的親水性高聚物，具有良好的生物親和性、成纖性、成膜性、粘接性、生物降解性和環(huán)境友好性能，在纖維、薄膜、粘合劑和生物醫(yī)學(xué)材料等領(lǐng)域具有廣泛用途。
　　PVA纖維的分子結(jié)構(gòu)是(-CH2-CHOH-)。分子中含有大量的-OH基團(tuán)，可以汲取大量的水分并形成牢固的氫鍵結(jié)合，也可以和金屬離子形成松散的絡(luò)合。通過(guò)對(duì)PVA纖維改性處理，使它獲得必要的抗水性和離子交換性能，用來(lái)制造具有鎮(zhèn)痛性能的藥棉和各種布料材料。PVA的針織物材料彈性高，易于敷在突出傷口的表面，藥劑更易于進(jìn)入開(kāi)裂和腔形的傷口。
　　海藻酸鈉和PVA共混纖維有良好的機(jī)械性能是因?yàn)樵诠不炖w維中PVA鏈上的-OH和海藻酸鈉的-COO-、-OH形成了強(qiáng)烈的氫鍵，提高纖維的強(qiáng)力和彈性。由海藻酸鈉和PVA形成的水凝膠有很高的血液相溶性，并且可作為一種基質(zhì)來(lái)操縱藥劑在體內(nèi)釋放，所以借助PVA的良好性能，通過(guò)共混方法可使海藻酸纖維獲得良好的使用性能或整理性能。
　　5、NaAlg/果膠共混纖維
　　果膠(Pectin)是從植物組織中提取的一種多糖，通常認(rèn)為由原果膠(protopectin)，果膠酯酸(pectinicacid)和果膠酸(Pecticacid)組成。其基本結(jié)構(gòu)是D-吡喃半乳糖醛酸以α-1,4-糖苷鍵連接的沒(méi)有分支的線型長(zhǎng)鏈，相對(duì)分子量5萬(wàn)-30萬(wàn)，其羧基常以部分甲酯化的狀態(tài)存在，甲氧基含量或酯化程度變化的幅度很大(0-85%)。果膠和海藻酸鈉分子有很好的相似性，使二者共混相容性很好。
　　果膠具有強(qiáng)吸水性，能和高價(jià)金屬離子和放射性金屬離子絡(luò)合；果膠對(duì)血液中正常膽固醇含量的保持具有良好效果，能有效降低血液中有害的低密度脂蛋白濃度；果膠能殺滅幽門螺桿菌，具有消炎和促進(jìn)創(chuàng)面愈合的功效；以果膠和羧甲基纖維素為基質(zhì)還可醫(yī)治燒傷、輻射性皮炎、耳炎等癥。
　　果膠和海藻酸鈉類似，肯定條件下能和多種金屬離子(Ca++，F(xiàn)e+++，Al+++，
　　Cu++等)形成凝膠沉淀。
　　高酯果膠水溶液中加入多羥基的極性物質(zhì)(如糖類)，能使果膠分子四周的水化結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。促使果膠分子彼此靠近，逐漸形成長(zhǎng)鏈膠束，并終交錯(cuò)、聚集形成松弛的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)交界的空隙處，由于氫鍵和分子間力的作用，吸附著大量的水合分子，從而構(gòu)成外形似固體，其間飽含水分的氫鍵膠凝。
　　低酯果膠在加酸條件下能部分凝膠，添加適量的多價(jià)金屬離子(如Ca++，Mg++等)和羧基形成離子鍵，構(gòu)成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，形成類似海藻酸鈣的"egg-box"結(jié)構(gòu)的離子鍵凝膠。
　　果膠和海藻酸鈉共混后，果膠酯基的存在可降低海藻酸鈣的交聯(lián)度，可提高海藻酸纖維的柔韌性。
　　6、NaAlg再生纖維素共混纖維
　　海藻酸鈉和再生纖維素[粘膠（Viscose）、Lyocell]的共混主要是將海藻酸鈉加入再生纖維素的紡絲液中以提高再生纖維素的吸濕性、吸附金屬性、抑菌性和其它附加值。將1%-8%海藻酸溶液在纖維素磺酸酯化過(guò)程中均勻加入粘膠中，經(jīng)混合、研磨制成紡絲液，在特定的酸浴條件和工藝條件下可紡出粘膠活性海藻長(zhǎng)絲和短纖維產(chǎn)品，纖維橫截面呈現(xiàn)多空結(jié)構(gòu)，軸線方向有不規(guī)則結(jié)晶，有利于有效成分在纖維相皮膚間的轉(zhuǎn)移。制成織物具有抑菌潤(rùn)顏、消炎止癢、美容抗衰老的保健作用。
　　德國(guó)Zimmer公司的全資分公司Alceru-Schwarza公司新開(kāi)發(fā)一種具有抑菌功能的Lyocell-海藻酸纖維，并命名為SeaCell的活性纖維。在紡絲溶液中加入很細(xì)的海藻以Lyocell纖維的整理工藝為基礎(chǔ)整理而成；利用海藻對(duì)金屬離子的吸附能力，在纖維活化過(guò)程中，銀、鋅、銅等滅菌金屬就被纖維所汲取，永久嵌入纖維的內(nèi)部。金屬離子通過(guò)纖維素的膨脹牢固地固定在纖維中，并促進(jìn)海藻在纖維橫截面上均勻分布。纖維素纖維分子結(jié)構(gòu)中就具有一個(gè)內(nèi)在和永久組成部分的抑菌作朋，在工作裝穿著、清洗、干洗過(guò)程中不受任何影響，并能抑制大多數(shù)種類的細(xì)菌，又對(duì)人體無(wú)任何副作用。
　　青島市面料工程學(xué)會(huì)戴受柏后整理

免責(zé)聲明：

免責(zé)聲明：本站發(fā)布的有些文章部分文字、圖片、音頻、視頻來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)，并不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)，其版權(quán)歸原作者所有。如果您發(fā)現(xiàn)本網(wǎng)轉(zhuǎn)載信息侵害了您的權(quán)益，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們，我們會(huì)盡快更改或刪除。