殼聚糖的溶解行為及其纖維研究進展

楊俊杰，胡廣敏，相恒學，毛宇辰，張君妍，朱美芳

（1.東華大學材料科學與工程學院纖維材料改性國家重點實驗室，上海201620）（2.山東海斯摩爾生物科技有限公司，泰安271400）

殼聚糖的溶解行為及其纖維研究進展

楊俊杰1，胡廣敏2，相恒學1，毛宇辰1，張君妍1，朱美芳1

（1.東華大學材料科學與工程學院纖維材料改性國家重點實驗室，上海201620）（2.山東海斯摩爾生物科技有限公司，泰安271400）

近年來，隨著天然大分子多糖在材料領域的不斷研究應用，纖維素、殼聚糖等逐漸引起了人們的廣泛關注。由于其自身優異的生物相容性、抗菌性以及可降解性，殼聚糖吸引了眾多研究者的高度重視，在醫療、食品、環境工程等領域的研究和應用均取得了可觀的進展。首先從殼聚糖的溶液性質研究出發，分別介紹了脫乙酰度、溫度、分子量等因素對殼聚糖溶液的溶解行為的影響，重點介紹了醋酸和離子液體體系下的溶液性質，其次對殼聚糖的濕法紡絲研究進行了綜述，同時對纖維性能的提高方法以及長絲的實現可能性進行了總結，最后對殼聚糖及其纖維制品的未來發展前景進行了展望。

溶液性質；殼聚糖纖維；力學性能

1 前 言

殼聚糖，學名聚－（1，4）－2－乙酰氨基－2－脫氧－D－葡萄糖，又被稱為甲殼胺、幾丁質，是一種白色或淡黃色略帶珍珠光澤的半透明固體，廣泛存在于蝦殼、蟹殼、昆蟲外殼及各種天然菌類和藻類的細胞壁中，是迄今發現的自然界中唯一的堿性多糖，其化學結構與纖維素非常相似［1］。殼聚糖是一種重要的生命物質，在自然界中，其含量僅次于纖維素，被譽為自然界的“第六生命元素”［2－3］。圖1是殼聚糖分子的結構，圖2是殼聚糖單體和纖維素單體的結構。

圖1 殼聚糖分子的結構Fig.1 Structure of chitosan molecule

工業上，殼聚糖通常由甲殼素在濃堿中加熱脫乙酰化得到。由于來源的不同，殼聚糖的相對分子質量從幾萬、數十萬到數百萬不等。殼聚糖通常不溶于水、也不溶于堿液、有機溶劑、稀硫酸等，但可溶于乙酸等有機酸和鹽酸等無機酸。

圖2 氨基葡萄糖（殼聚糖單體）（a）與葡萄糖（纖維素單體）（b）的結構［15］Fig.2 Structure of glucosamine（monomer of chitosan）（a）and glucose（monomer of cellulose）（b）［15］

殼聚糖作為一種潛力巨大的多糖資源已經引起了人們的廣泛關注［4］。殼聚糖具有優異的廣譜抗菌性，其抗菌效率高并且無毒副作用，在達到材料良好抗菌性的同時，又具有可降解性和吸附螯合金屬離子的能力，這使得其在功能材料領域有著巨大的發展空間［5］，但是對殼聚糖的開發應用遠落后于纖維素。近年來，由于殼聚糖纖維良好的成纖性以及優異的生物相容性，相關研究不斷發展，殼聚糖纖維在醫用紡織品、保健服裝等方面均得到了廣泛的應用［6］。

殼聚糖及其功能型衍生物已經得到了廣泛的研究，但是少有專門涉及殼聚糖溶解性問題的研究工作，而研究殼聚糖的溶液性質，對于指導殼聚糖纖維紡絲過程以及新材料的開發都具有重要意義。為此，本文從殼聚糖的溶解角度出發，對殼聚糖的溶液行為以及纖維成形進行了綜述。

2 殼聚糖溶液性質研究

有關殼聚糖水解的研究，在生物醫學、藥劑學等方面均有著較多的應用，這些應用與相應殼聚糖溶液的粘度、穩定性有著密切關系，而粘度的變化是大分子鏈的降解和高分子溶液的穩定性中最顯著的標志，因此，研究多糖溶液粘度變化具有非常積極的意義。同時在殼聚糖纖維的濕法紡絲中，紡絲液的溶液性質對于殼聚糖纖維的成形過程以及最終的性能有著重要影響，為此，也需要對其溶液的溶解行為及相應的溶液性質進行研究。

殼聚糖是一種半剛性高分子，由于其分子內和分子間強烈的氫鍵作用，殼聚糖不溶于二甲基甲酰胺和二甲基亞砜等有機溶劑。通常情況下，殼聚糖可以溶解于pH低于6的稀酸溶液中，甲酸、醋酸、離子液體等均可作為其良溶劑，下面以醋酸體系和離子液體體系等為例，具體闡述對應體系下殼聚糖的溶液性質研究。

2.1 醋酸體系

醋酸很早就被研究者發現是一種溶解殼聚糖的有效溶劑，因此相關溶液性質研究最早也是集中于醋酸體系，圍繞這一溶液體系，研究者們建立了殼聚糖溶液流變性質的一系列理論，脫乙酰度、溫度、分子量等性質，均會對殼聚糖溶解行為產生影響。

脫乙酰度是影響殼聚糖性質的重要因素。殼聚糖中的氨基基團決定了殼聚糖的帶電性質隨著pH值的變化而變化［7］。當pH值較低時，氨基發生質子化而帶正電荷，使得殼聚糖成為水溶性陽離子聚電解質。而當pH值達到6時，殼聚糖中的氨基開始去質子化并失去正電荷，這時殼聚糖變得不溶。殼聚糖這種可溶－不溶的轉變發生在pH值為6～6.5范圍內，與pKa值有關。由于pKa值高度依賴于脫乙酰化程度，因此，殼聚糖的溶解行為與其脫乙酰度及脫乙酰的方法密切相關［8］。

其溶解常數K a由下式表達和計算：

在殼聚糖的研究中，溫度、脫乙酰反應的時間，脫乙酰所用堿液濃度，堿液中甲殼素所占比重等都會影響所得殼聚糖的性質，并對最終的溶解性能產生影響［15］。除此以外，殼聚糖溶液的性質，還與主鏈上乙酰基沿主鏈的分布有關［9］。

溫度及分子量也會對殼聚糖溶液性質產生重要影響。江南大學李星科等［10］研究發現，在0～80℃范圍內，溫度對殼聚糖溶液的粘度的影響符合Arrhenius模型，如圖3所示殼聚糖溶液的粘度隨分子量的增大而增大（圖3a），隨溫度的升高逐漸下降（圖3b）。研究結果對于調控殼聚糖紡絲液的流變性質，以及紡絲過程的進行具有直接的指導意義。

通過在殼聚糖溶液中添加鹽類也可以達到調控其溶液流變性質的目的，同時，溶液的存放時間也會對溶液性質產生影響。華南理工大學吳國杰等［11］通過對不同環境條件下殼聚糖的醋酸溶液的粘度變化情況進行研究發現，殼聚糖醋酸溶液粘度與溫度、溶液的存放時間、外加鹽量呈負相關，并進一步說明殼聚糖醋酸溶液為非牛頓假塑性流體，結果與李星科等人的研究相符。

殼聚糖的來源對其流變性質也會造成影響，從不同原料得到的殼聚糖之間性質有著明顯差異。浙江工業大學韓懷芬等［12］發現在其他條件相同的情況下，蝦殼聚糖溶液的粘度要比蟹殼聚糖溶液的粘度大，同時從降解速率的角度來看，從蟹殼中提取的殼聚糖比從蝦殼中提取的殼聚糖的降解速度要快。這是因為從不同原料中得到的殼聚糖分子量、分子量分布及分子間作用力不同。研究證實，蝦甲殼素中－O…H－N－型氫鍵數量要比蟹甲殼素中多，因此，蝦甲殼素產生的殼聚糖中分子間作用力要比從蟹甲殼素得到的殼聚糖中的作用力大，進而使得蝦殼聚糖溶液粘度大于蟹殼聚糖溶液粘度，并產生不同的降解速率。

圖3 分子量（a）和溫度（b）對殼聚糖溶液粘度的影響［10］Fig.3 Effect of molecular weight（a）and temperature（b）on viscosity of chitosan solution［10］

在酸性水溶液中，殼聚糖以電解質的形式存在。這時，殼聚糖通過酸中的質子與殼聚糖上的胺基作用形成銨鹽，從而破壞殼聚糖分子間的氫鍵進而實現溶解過程。余木火等［13］在研究殼聚糖醋酸水溶液粘度行為的基礎上，提出了一套較為合理的常數確定方法，據此提出了一個新的經驗式，用以描述聚電解質溶液粘度與濃度經驗關系，并且其適用范圍較寬，對聚電解質溶液體系同樣適用。

醋酸是溶解殼聚糖最常用的溶劑，除此以外，殼聚糖也溶于稀鹽酸和稀硝酸，但不溶于硫酸和磷酸。需要注意的是，殼聚糖在濃酸中溶解時，較高的溫度會導致殼聚糖的降解［14］，后續的研究需要進一步對溶解機理進行研究以改進溶解體系，以使殼聚糖得到更好的溶解。

2.2 離子液體體系

殼聚糖由于優良的生物特性，在生物醫藥等領域取得了廣泛的應用。但其分子內和分子間強烈氫鍵作用的存在，使得殼聚糖難以溶解在普通溶劑中進行生產加工，實際應用中可用于殼聚糖溶解加工的溶劑比較少，這也在一定程度上限制了其研究與應用［15］。

離子液體（Ionic Liquid）具有極性強且可調控［16］、熱穩定性高［17］等特性，其對許多無機和有機物具有良好的溶解性，因此，近年來離子液體引起了人們的廣泛關注［18－19］。離子液體最開始用于溶解多糖的實例是纖維素。自2002年Swatloski等［20］利用離子液體溶解纖維素以后，越來越多采用離子液體溶解纖維素并進行加工和改性的研究工作不斷開展［21－22］。如前所述（圖1，2），殼聚糖的分子結構與纖維素相似，因此，有研究工作采用離子液體對殼聚糖進行溶解。

離子液體通常由陰陽離子組成，離子液體的結構對殼聚糖的溶解有著重要影響。與離子液體對纖維素的作用相比，離子液體對殼聚糖有著相似的溶解機理。鄭州大學孫璠等［23］發現在離子液體對殼聚糖的溶解過程中，在陽離子相同的情況下，具有Cl－、HCOO－、Ac－等容易接受氫鍵陰離子的離子液體，更容易破壞殼聚糖分子內和分子間的氫鍵作用，對殼聚糖的溶解效果更好；而當陰離子相同時，體積小、極性強的陽離子更容易與殼聚糖中－OH和－NH2產生氫鍵作用，從而破壞殼聚糖本身的氫鍵作用，進一步促進殼聚糖的溶解。表1中列出了不同溫度下殼聚糖在不同離子液體中的溶解濃度。

表1 不同溫度下殼聚糖在不同離子液體中的溶解濃度（w／%）［24］Table 1 Dissolution concentration of chitosan in different ionic liquids at various tem peratures（w／%）［24］

離子液體對殼聚糖的溶解機理可以解釋為，在加熱條件下，離子液體中的離子對發生解離，形成游離的陽離子和陰離子，其中游離的陰離子既可以和殼聚糖大分子鏈羥基中的氫原子形成氫鍵，也可以同大分子鏈中氨基中的氫原子形成氫鍵，而游離的陽離子和殼聚糖大分子中失去氫原子的氧作用，從而破壞了殼聚糖中原有的氫鍵，導致殼聚糖在離子液體中的溶解。段先泉等［25］以［EMIM］Ac為研究對象，在分析其溶解殼聚糖的機理，探究溶液流變性能的同時，也詳細分析了不同分子質量殼聚糖在［EMIM］Ac中的溶解與再生特性，以及溶液的流變性能，為殼聚糖進行復合材料成膜以及后續成纖加工提供了理論基礎。圖4是殼聚糖在［EMIM］Ac中的溶解機理圖示。

離子液體對于大多數的無機物、有機物和高分子材料而言，是一種優良溶劑，可以代替揮發性大的有機溶劑，減少廢物的產生，從而降低對環境的污染，被人們看做是一種綠色溶劑。國內外眾多學者對殼聚糖在離子溶液中的溶解進行了廣泛的研究。但是對于其是否具有潛在的危害性，如毒性或穩定性等有待研究。因此，尋找能更有效溶解殼聚糖的綠色溶劑，以及如何降低生產成本，仍是目前殼聚糖功能材料制備過程中需要解決的問題。

圖4 殼聚糖在［EMIM］Ac中的溶解機理圖示［25］Fig.4 Graphic representation of dissolution mechanism of chitosan in［EMIM］Ac［25］

2.3 其他溶劑體系

2.3.1 堿－尿素低溫體系

堿－尿素低溫溶解體系是近年來發展起來的一種溶解天然大分子多糖的有效手段，由武漢大學張俐娜院士最先發現并應用于纖維素的溶解，取得了很好的效果［26－27］。由于殼聚糖的結構與纖維素有一定的相似之處，有研究者將這一原理應用到殼聚糖的溶解之中。

借鑒甲殼素在質量分數為8%NaOH與4%尿素的混合溶液中的溶解過程，首先甲殼素分子于室溫下浸潤于溶液中，充分溶脹，隨后水分子進入經過NaOH活化過的甲殼素分子鏈，冰點下水分子凍結并膨脹，同時打破分子間和分子內氫鍵，最終促使了甲殼素分子的溶解，如圖5所示。殼聚糖在堿－尿素體系下的溶解具有相似的機理。

圖5 甲殼素溶解過程示意圖［28］Fig.5 Schematic diagram of dissolution process of chitin［28］

與傳統醋酸溶解體系相比，堿－尿素體系下的殼聚糖溶液也是切力變稀的液體，但與傳統有機酸體系不同的是，兩種體系下，殼聚糖溶液粘度隨剪切速率的變化趨勢不同。浙江大學李友良［29］研究了殼聚糖在堿性溶劑中的溶解情況，并與傳統醋酸溶解體系進行了對比研究，實驗發現，隨著剪切速率升高，殼聚糖堿性溶液體系粘度下降較為平緩，而酸性溶液體系下曲線斜率更大。這是由于殼聚糖在不同的溶液環境下存在的形式不同造成的。在酸性溶液中，剪切變稀的內在原因是分子鏈的解纏結，而在堿性溶液中，殼聚糖的兩種存在形式——單個包合絡合物（Single IC）和包合絡合物聚集體（ICs Aggregate）可以轉化，包合絡合物的解體引起了溶液粘度的下降。表2給出了甲殼素在堿－尿素體系中的溶解情況。

雖然堿－尿素體系在纖維素的溶解方面取得了一定的研究進展，但在殼聚糖的溶解方面還處于起步階段，主要存在低溫要求高、溶解效率低等問題［30］，相關研究工作還需要繼續完善。

表2 不同溫度下，8%NaOH／4%尿素溶液（質量分數）中甲殼素的溶解度［28］Tab le 2 Solubility of chitin in 8%NaOH／4%urea aqueous solution（m ass fraction）at various temperatures［28］

2.3.2 其他有機酸體系

殼聚糖是一種結晶度較高的物質，其大分子具有較好的立構規整性和較強的氫鍵作用，因此，只有在稀酸中，而且當氫離子活度達到一定程度（至少與溶液中殼聚糖上的－NH2濃度相等）才可讓氫離子和－NH2質子化成為－NH＋3，破壞掉原來的氫鍵和晶格結構，最終全部溶解。不同的酸對于殼聚糖的溶解行為效果不同。陳雄等［31］研究了殼聚糖在不同酸介質中的特性粘度，分別研究了乙酸、甲酸、鹽酸對殼聚糖的作用，結果發現，在溫度相同的前提下，特性粘度最大的是鹽酸，乙酸其次，甲酸粘度最小。

殼聚糖的溶解效果與所用酸的濃度以及溶液的pH直接相關。由于甲酸和乙酸進一步電離以維持電離平衡，但過多的酸根離子會屏蔽聚電解質分子間的靜電斥力，因而造成分子鏈收縮，鏈與鏈之間的纏結減弱，最終使得殼聚糖在乙酸中的粘度低于在甲酸中的粘度。表3列出了不同酸介質條件下殼聚糖溶液的特性粘度值。

表3 不同酸介質（溶劑濃度2%）條件下殼聚糖溶液特性粘度（dl／g）［31］Tab le 3 Viscosity o f chitosan solution under different acidic medium s w ith solvent concentration of2%（d l／g）［31］

采用檸檬酸作為溶劑也可以很好地溶解殼聚糖，并且研究表明，隨著檸檬酸酸濃度的增大、溶解溫度的升高和溶解時間的延長，殼聚糖的溶解也相應提高。昆明理工大學李維艷等［32］以檸檬酸為溶劑，采用電位測試法和電導測試法研究了殼聚糖的溶解行為，結果發現對于檸檬酸體系，高濃度不一定有利于殼聚糖的溶解，在一定酸濃度范圍內，可以使溶液中質子化程度達到最大，從而使得殼聚糖的溶解性問題得到更好的解決，滿足其在生物醫學工程領域的應用要求。

3 殼聚糖纖維

早在1942年，美國就首先成功研制出殼聚糖纖維。研究者們證實，殼聚糖纖維不但具有良好的物理機械性能，而且具有優良的生物相容性和生物活性。由于殼聚糖纖維對人體的免疫抗原性小、同時具有優異的生物活性，引起了醫學界的廣泛關注。高洸等［33］的研究表明殼聚糖纖維具有無毒、止血、消炎、與人體相容性好等優點，同時還具有優異的生物可降解性，既可以作為醫用可吸收手術縫線、傷口敷料等，也可與其它纖維混紡做服裝面料。但同時，殼聚糖纖維也存在紡絲過程連續性不好，纖維性能差等缺點，為此需要對纖維進行處理，以增強其力學性能。

3.1 殼聚糖濕法紡絲

用濕法紡絲進行殼聚糖纖維的紡制由來已久，早在1980年就有人用0.5%的乙酸溶液制成3%的殼聚糖紡絲液，第1次制備出殼聚糖纖維，其纖維強度為2.2 g／dtex［36］。

高洸等［33］研究了殼聚糖纖維的成形機理，并對紡絲液的配制以及紡絲過程中的相關參數進行了探究，確定了殼聚糖的質量分數為3.5%，乙酸的質量分數為2%，同時添加1%質量分數的脲素等進行紡絲可以取得較好的紡絲效果，所紡纖維力學性能較優。

殼聚糖纖維具有天然的抗菌性，其產品對常見菌種大腸桿菌和金黃色葡萄球菌有著良好的抗菌效果。山東海斯摩爾生物科技有限公司通過濕法紡絲，自主研發生產了海斯摩爾（Hismer）纖維并獲得了國家發明專利，在解決殼聚糖紡絲液輸送問題的同時使其干斷裂強度達到1.6cN／dtex以上，干斷裂伸長率大于13%［34］。所研制的這種純殼聚糖纖維，不含添加劑成分，同時具有優異的抗菌性能，測試結果顯示其對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌均有90%以上的抑菌率［35］。

殼聚糖也可以與其他物質共同溶解進行紡絲改善力學性能。四川大學的華堅等［36］研究了膠原蛋白和殼聚糖的共混溶液，探究了其溶液的粘度，并利用濕法紡絲的方法進行紡絲，對溫度、存放時間、濃度、剪切速率等可能影響溶液粘度的因素進行了研究，最終發現用Na2SO4作為凝固劑對于纖維的力學性能效果較好。

殼聚糖濕法紡絲是殼聚糖纖維最常用的紡絲方法，隨著近些年的發展，殼聚糖濕紡技術已日臻成熟，后續的研究還需要綜合考慮紡絲液流變性能和紡絲條件的控制，使紡絲過程更加平衡穩定。圖6是殼聚糖濕法紡絲流程示意圖。

3.2 殼聚糖纖維力學性能的提高

力學性能不高的一直是殼聚糖纖維亟待解決的一個問題，為此科研工作者們進行了多種嘗試。吳清基［38］等人通過對濕法紡絲機理的研究，發現降低凝固浴中凝固劑與溶劑的擴散系數對于形成結構均勻、具有良好拉伸性能好的初生纖維有利。由于無水乙醇的擴散系數為0.87×10－6cm2／s，遠小于水的擴散系數（5.2×10－4cm2／s），因此可以在NaOH水溶液中添加適量乙醇，以減小擴散系數，進而得到力學性能好的殼聚糖纖維［39］。

圖6 殼聚糖濕法紡絲流程示意圖［37］：（1）壓縮空氣，（2）紡絲罐，（3）過濾裝置，（4）凝固浴，（5，6）水洗浴Fig.6 Flow diagram of chitosan wet spinning［37］：（1）compressed air，（2）spinning pot，（3）filtering apparatus，（4）coagulation bath，and（5，6）washing bath

王載利等［3］從紡絲液的脫泡角度出發，針對殼聚糖溶液脫泡困難、效率低等問題，提出了動態脫泡與靜態脫泡相結合的方法，大大縮短了紡絲原液的脫泡時間，并取得了良好的脫泡效果，為高力學性能殼聚糖纖維的紡制提出了一種新的思路。

有研究認為，殼聚糖紡絲液從噴絲孔流出后凝固成初生纖維時，不是脫水過多而是脫水過少。據此，提高拉伸前和拉伸時凍膠纖維中聚合體大分子含量應該是實現纖維強度增強的有效方法之一。郯志清等［39］則選擇NaCl溶液代替水溶液作為拉伸浴組分，以提高殼聚糖纖維的取向度。

吉亞麗等［40］將甲殼素納米晶體添加到殼聚糖溶液中，通過濕紡制得殼聚糖／甲殼素納米復合纖維中，結果發現，一定量甲殼素晶體的加入不僅可以使得殼聚糖纖維的截面形貌得到改善，同時也提高了纖維的力學性能。Vladimir等［41］也采用了相同方法，通過在殼聚糖溶液中添加0～20%含量的甲殼素納米晶體，獲得強度提高的殼聚糖纖維。圖7是帶有不同含量甲殼素納米晶的殼聚糖纖維的表面和橫截面的SEM照片。圖8是含有甲殼素納米原纖的殼聚糖復合纖維結構示意圖［41］。

圖7 帶有不同含量甲殼素納米晶的濕紡殼聚糖纖維表面及橫截面的SEM照片［40］：（a）0%，表面，（b）0%，斷面，（c）2.5%，表面，（d）2.5%，斷面，（e）5%，表面，（f）5%，斷面，（g）10%，表面，（h）10%，斷面Fig.7 SEM micrographs of surface and cross-section of chitosan wet-spun fiberswith ChiNC of various contents［40］：（a）0%，surface，（b）0%，section，（c）2.5%，surface，（d）2.5%，section，（e）5%，surface，（f）5%，section，（g）10%，surface and（h）10%，section

圖8 含有甲殼素納米原纖（黑色）的殼聚糖（灰色）復合纖維結構示意圖［41］Fig.8 Schematic diagram of formation of the chitosan（grey）composite fiber structure containing chitin nanofibrils（black）［41］

殼聚糖材料在骨修復領域的潛力巨大，殼聚糖類材料不但可以促進細胞的分化，加速組織的形成，而且能夠促進成骨細胞和軟骨細胞的表型表達［42］。近年來，殼聚糖的靜電紡絲得到了廣泛的關注，利用靜電紡絲得到的生物相容性好、細胞粘附性佳、力學性能好的殼聚糖納米纖維在纖維支架及骨工程領域應用廣泛。但純的殼聚糖納米纖維的力學強度很弱，不利于成骨細胞的粘附和增殖。將聚己內酯與殼聚糖和復合，利用靜電紡絲得到納米纖維的彈性模量得到很大提高，細胞粘附能力也很好［43］。

有關殼聚糖纖維力學性能提高的方法還有很多，后期可以圍繞提高殼聚糖溶液濃度的提高，以及發展更合適的溶劑體系進行研究。同時將溶液性質與后期紡絲、后整理等結合，也是未來研究的重要方向。

3.3 長絲的探索

殼聚糖纖維研究開展以來，殼聚糖長絲的實現是個一直困擾科研工作者的難題。目前殼聚糖纖維仍局限于小量生產，無法生產長絲束，這不利于擴展殼聚糖纖維的應用。

目前多數殼聚糖纖維是用濕法紡絲或干濕法紡絲制得的，具體的過程為先將殼聚糖溶解在溶劑中，隨后過濾、脫泡得到符合條件的紡絲液，經噴絲頭擠出，隨后在凝固浴中成型，拉伸浴中進行拉伸、洗滌，最終得到原絲。總結來看，殼聚糖長絲工業化面臨的問題主要是紡絲液的制備工序復雜費時，紡絲效率不高［3］。為此，需要進行相關針對性工作。在紡絲方面，傳統的紡絲方法（濕法紡絲或干濕法紡絲）生產的殼聚糖纖維可紡性差，存在著強度低、細度高、纖維易粘連、易產生短絨等缺陷，這對殼聚糖纖維的性能和外觀造成了嚴重影響，同樣也限制了纖維的應用。而水洗不充分、脫水困難、干燥較慢等生產過程中普遍存在的缺點也限制了殼聚糖長絲的實現。

有關殼聚糖長絲的研究工作目前還處在探索階段，雖然馮淑芹等［44］采用離子液體溶劑溶解殼聚糖并進行紡絲，得到了一種力學性能較高的殼聚糖纖維，但殼聚糖長絲距離真正實現工業化還有很長一段路要走，這需要科研工作者們更進一步的探究。

4 結 語

現階段，醋酸、離子液體均可較好地溶解殼聚糖，從溶解效果來看，兩者各有利弊，為此需要在原有溶解體系的基礎上進行改進工作，與此同時也可以尋求新型溶解體系，以促進殼聚糖溶解。殼聚糖材料的使用可以加快傷口的愈合，殼聚糖良好的生物相容性、生物可降解性、無毒、以及吸附螯合重金屬的能力，使得其在組織工程支架、載藥、傷口敷料、分離膜、支架涂層以及傳感器等方面有著潛在應用。

殼聚糖長絲的研究目前仍處于起步階段，距離工業化還有很長的一段路要走。作為一種具有優異性能的新材料，隨著研究的深化和應用領域的拓展，相信纖維力學性能差的問題將得到解決，可以預見，殼聚糖將會發揮其巨大的應用潛力，但這些都還需要研究者付出艱辛的努力。

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Progress in the Research of Chitosan Dissolution Behavior and Its Fibers

Y
ANG Junjie1，HU Guangmin2，XIANG Hengxue1，MAO Yuchen1，ZHANG Junyan1，ZHU Meifang1
（1.College of Materials Science and Engineering，State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers＆Polymer Materials，Donghua University，Shanghai201620，China）（2.Shandong Hismer Biological Technology Co.，Ltd.，Tai’an 271400，China）

In recent years，with the developmentof natural polysaccharide in the field ofmaterial，cellulose and chitosan have attracted wide attention.Because of its excellent biocompatibility，biodegradability and antibacterial properties，chitosan has attracted attention ofmany researchers，great progress has beenmade in themedical，food，environmental engineering and many other fields.This paper starts from the solution properties of chitosan，introducing the influence of deacetylation degree，molecularweight，temperature and other factors on chitosan solution behavior respectively，focusing on the introduction of chitosan dissolution using acetic acidandionic liquid，summarizing the wet spinning of chitosan，as well as themethods to improve the performance of fiber and the possibility of filament realizing.Finally，the future development of chitosan and its fiber products are prospected.

solution property；chitosan fibers；mechanical properties

O631

A

1674－3962（2014）11－0641－08

2014－10－20

長江學者和創新團隊發展計劃（IRT1221，T2011079）

楊俊杰，男，1993年生，博士生

朱美芳，女，1965年生，教授，博士生導師，Email：zm f＠dhu.edu.cn

10.7502／j.issn.1674－3962.2014.11.01