壳聚糖纤维的发展前景

（一）拓展壳聚糖的原料来源

自然界中，甲壳素和壳聚糖具有资源丰富、价格便宜、安全无毒、良好的生物相容性等优点，应用领域十分广阔。作为生物质再生纤维，它也是我国战略性新兴生物基材料产业的重要组成部分，具有原料可再生以及生物降解等优良特性，大力发展可有效扩大纺织原料来源，弥补纺织资源的不足，同时也是应对石油资源日趋枯竭、实现纺织工业可持续发展的重要手段。目前壳聚糖纤维的原料主要来源于广泛的低分子量虾、蟹壳，新鲜的虾、蟹壳适用于医用级原料的制备，不仅提取技术有待提高，而且不同虾、蟹种类来源的壳聚糖含量及分子链长度、蛋白质和无机盐含量存在巨大差别，同时酸碱提取过程中的反应时间、反应温度、酸碱浓度的不同也影响了壳聚糖脱乙酰度与相对分子质量。在未来壳聚糖纤维的发展中，不仅需要开发新的甲壳素原材料，如大量从蚕蛹、蝇蛆中提取[234]，还需要改进对甲壳素的提取效率，如利用有机酸来代替盐酸与碱制备相结合的方法或者发酵生物法等[235]。

（二）开发超高脱乙酰度壳聚糖

脱乙酰度对壳聚糖的溶解行为影响很大，一般脱乙酰度越高越有利于溶解，从而获得更高浓度的纺丝液，纤维力学性能提高，可实现壳聚糖纤维品质提升。在碱液作用下，甲壳素的乙酰基与羟基反应脱去乙酰基而得到氨基，成为壳聚糖，这是得到高脱乙酰度壳聚糖的关键，但目前国内大多采用的传统碱液加热一步法进行脱乙酰反应，脱乙酰度最高在90%～95%，并且反应时间长，产物黏度低，分子链破坏严重，无法实现超高脱乙酰度、高黏度壳聚糖的规模化制备，而医、卫用要求脱乙酰度更高壳聚糖纤维，与此同时，为得到高脱乙酰度的壳聚糖纤维，需要提高NaOH的浓度，延长反应时间，提高反应温度，使反应向正反应方向进行[35]，可采取进一步的工艺优化措施，用多步、梯度的工艺替代一步法脱乙酰，从而达到高脱乙酰度的使用要求。

（三）提升壳聚糖纤维的品质和性能(www.xing528.com)

在纺丝方面，采用湿法纺丝生产的壳聚糖纤维易于成型，纤维内外结构一致，微孔、缝隙等缺陷较少[2，236]，但其纱中产生的短绒等缺陷造成强度偏低、线密度偏大、纤维之间容易粘连，影响壳聚糖纤维的性能和外观，也限制了纤维的应用。纺丝液的脱泡是纤维制备过程的重要环节，纺丝液中的气泡会造成纺丝过程中断丝，影响纺丝稳定性。国内外企业在壳聚糖纤维的生产过程中普遍存在着水洗不充分、脱水困难、干燥效率低等缺点。因而现在越来越多的企业和学者开始研究开发壳聚糖纺丝液高效溶解、高效脱泡、高效过滤和连续化纺丝的技术和设备，改善壳聚糖纤维纺丝工艺和性能[237]。用于医疗卫生领域的壳聚糖纤维质量品质要求更高，但壳聚糖混纺的生产设备基本是沿用黏胶的工艺设备，其中存在很大的适应性问题，所以需要找到更合适、更严格的专用生产设备来提高壳聚糖纤维的产品质量。此外，利用甲壳素和壳聚糖的液晶性，可开发液晶纺丝提高纤维的强度和应用范围。

（四）加强壳聚糖纤维应用机理的研究

市场应用方面，需要在研究壳聚糖纤维性能机理的前提下，提高其应用效率以及扩大应用领域，做到壳聚糖纤维从原料到产品的全产业链开发。医、卫领域应用中，壳聚糖纤维主要应用于抑菌方面，现代医学要求两小时内达到抑菌效果，而常规壳聚糖纤维需要18h才能达到抑菌峰值，这就要求清楚壳聚糖质子化后的抑菌作用、纤维结构与抑菌性能的关系，从而缩短达到抑菌峰值的时间。同样在医、卫领域，为了提高壳聚糖纤维的止血时间，也需要加强对其止血机理的研究，这对整体产业的发展起着决定性的影响。