DITF:纤维素几丁质纤维
2022-01-07陈晶晶
国际纺织导报 2021年3期
许多昆虫和甲壳类动物(螃蟹、甲虫等)的甲壳主要由多糖几丁质组成,这使它们的壳和翅膀强韧。虽然在自然界中甲壳素资源丰富且价格低廉,但是迄今为止在纺织工业中它还没有作为可再生原料发挥任何作用。德国纺织与纤维研究所(DITF)的研究人员开发出一种新方法,可将几丁质作为生物聚合物与天然纤维素很好地结合。蟹壳中含有大量的甲壳素,甲壳素是从蟹壳中提取出来的,在制备纤维前,甲壳类动物体内的蛋白质和矿物质先被去除。
1 纤维素和几丁质的新型结合
这种新型纤维的生产工艺以离子液体的应用为基础,先采用环保方式制备难溶的几丁质,再将其与纤维素键接。选择的离子液体溶剂要同时适用于纤维素和甲壳素的加工。这是第一次采用一步法将这些原料加工成纤维(图1)。
图1 从天然原材料到纤维示意图(资料来源:DITF)
2 加速伤口的愈合
离子液体在温度低于100 ℃时是一种液体盐,可溶解许多聚合物,包括长链多糖几丁质。在DITF的生产工艺中,生物可降解纤维中几丁质含量高达50%。与纯纤维素纤维相比,新型纤维的保水能力提高20%~60%。DITF认为这种新型纤维素几丁质混合纤维具有巨大的经济潜力,如用于医学上加速伤口愈合的伤口包扎材料。该新型非织造布的高透气性是其实现这一目标的原因之一。
纤维的生产过程非常环保,无需添加任何添加剂,所用溶剂几乎可以完全回收。不仅是原材料本身,而且在加工过程中,研究人员也着眼于循环经济。
几丁质是仅次于纤维素的第二大生物聚合物。与由农林植物制成的生物塑料相比,原材料竞争的问题暂时不会出现——除非其他行业也对蟹壳感兴趣。