劉同超　董媛媛

【摘要】論述了海藻纖維的成分、制備以及獨(dú)特的性能。重點(diǎn)介紹了海藻酸與纖維素、海藻酸與甲殼素、海藻酸與明膠、海藻酸與聚乙烯醇、海藻酸與大豆蛋白、海藻酸與PVA共混纖維的制備及其性能。

【關(guān)鍵詞】海藻纖維；共混纖維

0.前言

海藻纖維以其優(yōu)異的性能——高吸濕性、易去除性、高透氧性、凝膠阻塞性、生物相容降解性、金屬離子吸附性、自阻燃性等特性已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療輔料、美容保健等領(lǐng)域，并且應(yīng)用領(lǐng)域正不斷擴(kuò)大。但是目前海藻纖維仍存在彈性、強(qiáng)度及色澤等方面不夠理想的問題，目前，國內(nèi)外很多研究通過共混和復(fù)合的方法對海藻纖維進(jìn)行改性，充分利用海藻纖維優(yōu)異特性的同時(shí)，改良海藻纖維的力學(xué)性能等缺點(diǎn)。

1.海藻纖維的成分及制備

海藻纖維是以海藻植物(如海帶、海草)中分離出的海藻酸為原料制成的纖維。海藻酸是一類多糖物質(zhì)，由-D-甘露糖醛酸(簡稱M)和-L-古羅糖醛酸(簡稱G)兩種組分構(gòu)成，以不規(guī)則的排列順序分布于分子鏈中，兩者中間以交替MG或多聚交替(MG) 相連接[1]。海藻纖維制備過程是將可溶性海藻酸鹽(銨鹽、鈉鹽、鉀鹽)溶于水形成粘稠溶液，脫泡過濾后通過噴絲孔擠入含有高價(jià)金屬離子f鎂離子除外，一般為鈣離子)的凝固浴中，形成固態(tài)海藻酸鈣纖維長絲，經(jīng)過拉伸、水洗、干燥、卷曲形成纖維，再經(jīng)分離、梳理和鋪層制成連續(xù)的非織造布。有時(shí)可經(jīng)過針刺使纖維互相交纏，增加強(qiáng)力，然后將非織造布切割成所需尺寸，最后檢驗(yàn)、消毒和包裝[2]。

2.新型共混海藻纖維

2.1海藻酸與纖維素共混

纖維素與海藻酸鹽共混纖維可以提高海藻纖維力學(xué)性能。纖維素是常見的天然高分子物質(zhì)，它構(gòu)成了植物的框架。纖維素具備良較好的力學(xué)性能，將海藻酸與纖維素共混，制備出的新型海藻纖維不僅具備海藻纖維高吸濕性等特性，而且改善了海藻纖維力學(xué)性能差的缺點(diǎn)。田素峰等[3]在一定工藝條件下制得海藻酸鈉粘性溶液，然后將該溶液按照一定的比例與纖維素磺酸醋混合制得紡絲原液，再經(jīng)過紡絲和精煉步驟制得纖維素/海藻酸復(fù)合纖維所得復(fù)合纖維不僅具有高吸濕性，而且力學(xué)性能好，由該復(fù)合纖維制得的織物，手感舒適，吸水性強(qiáng)，同時(shí)濕態(tài)下強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，也特別適合用做各種服飾。

2.2海藻酸與甲殼素共混

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100萬～200萬，天然甲殼素分子中約有12.5%的氨基沒有N-乙?；?，氮含量為6.3％～6.7％,是自然界中罕見的帶正電荷的纖維結(jié)構(gòu)化合物。姜麗萍等[4]用自制的濕法紡絲機(jī)制備了海藻酸鈉，水溶性甲殼素共混纖維，并用紅外光譜和掃描電鏡對其進(jìn)行了表征，且對纖維進(jìn)行了單纖維拉伸測試和吸水性能測試。結(jié)果表明：共混纖維中確實(shí)有水溶性甲殼素的存在；從纖維的表面形態(tài)可以看出在軸向上有明顯的筋狀結(jié)構(gòu)；拉伸結(jié)果表明共混纖維的平均斷裂強(qiáng)度為顯著提高。

2.3海藻酸與明膠共混

明膠是由動(dòng)物的皮、骨等結(jié)締組織中的膠原經(jīng)部分水解和熱變性而得到的大分子蛋白質(zhì)。展義臻[5]等研究的海藻酸/明膠共混纖維主要是將海藻酸鈉和明膠的共混紡絲液通過Ca2+交聯(lián)及在酸性條件下兩者聚電解質(zhì)效應(yīng)來制備。海藻酸/明膠共混纖維生物相容性好， 黏附性強(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緩釋作用。海藻酸/明膠共混纖維無菌、低過敏原、無毒、無熱源，是非常理想的創(chuàng)傷敷料。

2.4海藻纖維與聚乙烯醇共混

聚乙烯醇是一種水溶性的高分子物質(zhì), 具有良好的成纖性和生物親和性, 其復(fù)合纖維具有較好的強(qiáng)度、彈性、耐磨性及抗腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)。MIURAK等[6]研究了海藻酸鈉與PVA 共混纖維，測試表明共混海藻纖維有良好的機(jī)械性能是因?yàn)樵诠不炖w維中PVA中的-OH和海藻酸的COO-，-OH形成了強(qiáng)烈的氫鍵，提高了纖維的強(qiáng)度和彈性。由海藻酸鈉與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)來控制藥劑在體內(nèi)的釋放，所以借助PVA的良好性能，通過共混方法可使海藻纖維獲得良好的使用性能或加工性能。

2.5海藻酸與大豆蛋白共混

大豆蛋白是大豆榨油后的副產(chǎn)物，是由多種氨基酸所組成的球狀蛋白質(zhì)，來源豐富，價(jià)格低廉。將海藻酸鈉水溶液和大豆的堿溶液混合均勻，過濾脫泡后在室溫條件下與CaCl2、HCl、C2H5OH混合液的凝固浴中濕法紡絲，制備海藻酸/大豆分離蛋白共混纖維，適合用于編織無紡布作為傷口敷料，用于醫(yī)藥和紡織領(lǐng)域。杜予民等[7]研究了一種海藻酸鈉/大豆分離蛋白共混纖維及其制備方法和用途。海藻酸鈉/大豆分離蛋白纖維在力學(xué)性能和保水性等方面均優(yōu)于海藻酸鈉纖維，特別適合用于制作非織造布作為傷口敷料。

2.6海藻酸與粘膠共混纖維

海藻酸鈉與粘膠的共混主要是將海藻酸鈉加入粘膠的紡絲液中以提高粘膠的吸濕性、吸附金屬性、抗菌性和其他附加值。張瑞文等[8]公開了一種粘膠活性海藻纖維及其生產(chǎn)方法，該纖維中含有的海藻占1%～8％。該粘膠海藻纖維的生產(chǎn)方法的特征在于：它包括將海藻酸鈉粉溶解于濃度為50moL/LNaOH溶液的工序，海藻酸鈉粉與NaOH溶液的質(zhì)量比為1：20～100，將海藻膠體溶液在纖維黃酸脂溶解過程中均勻加入粘膠中，經(jīng)混合、研磨制成紡絲液工序，用該紡絲液在特定的酸浴組成和紡絲工藝參數(shù)下可紡出粘膠活性海藻長絲或短絲產(chǎn)品，利用該粘膠活性海藻纖維制成的織物具有抗菌、止癢、美容抗衰老的保健作用。

3.結(jié)論

海藻纖維這種天然生物高分子材料因其獨(dú)特的性能和環(huán)保優(yōu)勢，決定了它必將成為當(dāng)今新材料研究的熱點(diǎn)。其存在的力學(xué)性能方面的缺點(diǎn)，通過共混改性可得到明顯改善。隨著對海藻纖維共混改性的進(jìn)一步研究，得到多功能和高附加值的海藻纖維有著重要的意義，海藻纖維將在更廣闊的領(lǐng)域得到應(yīng)用。[科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］張傳杰,朱平,王懷芳.高強(qiáng)度海藻酸鹽纖維的制備及其結(jié)構(gòu)與性能研究.天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,27(5):23-27.

［２］展義臻,朱平.海藻纖維的性能與應(yīng)用.印染助劑,2006,23(6):9-12.

［３］田素峰,劉海洋,王樂軍.纖維素/海藻酸鹽復(fù)合纖維及其制備方法[P].中國專利:CN1858312.

［４］姜麗萍,孔慶山,紀(jì)全,夏延致.海藻酸鈉/水溶性甲殼素共混纖維的制備和性能研究[J].合成纖維,2007,12:12-15.

［５］展義臻，朱平，趙雪.抗菌海藻酸/明膠共混纖維的制備與應(yīng)用[J].紡織導(dǎo)報(bào)，2007,(5)：63-66.

［６］MIURAK, KIMURAN, SUZUKIH, etal Thermal and viscoelastic properties of alginate/poly(vinyl alcohol) blends cross-linked with calcium tetraborate[J].Carbohyd rate,1999,39(2):139-144.

［７］杜予民,王群,樊李紅.海藻酸鈉大豆分離蛋白共混纖維及其制備方法和用途.中國:CN1687496A[P].2005-04-13.

［８］張瑞文，王惠平，溫寶英.粘膠活性海藻纖維及其生產(chǎn)方法：中國，1544727A[P].2004-11-10.