壳聚糖

[结构式]

[物化性质]壳聚糖作为一种天然高分子材料，是甲壳素的脱乙酰基产物，无毒无污染，具有很好的生物相容性、可降解性，在化工、生物医药及食品加工等诸多领域中已有着广泛的应用。壳聚糖分子链中存在大量的羟基和氨基，反应活性增强，可以进行多种形式的化学改性，如酰基化、烷基化、酯化醚化、交联反应、接枝共聚等等，通过改性提高了壳聚糖的应用性能，拓宽了其应用范围。

[制备方法]利用低聚壳聚糖和2，3-环氧丙磺酸钠经碱性开环接枝可以制得磺化低聚壳聚糖(SCS)。静态阻垢评价结果显示，SCS对硫酸钙垢和磷酸钙垢都有很好的阻垢作用：在成垢组分浓度比较高的情况下，阻硫酸钙垢的使用剂量为32mg/L，阻磷酸钙垢的剂量为16mg/L，它们的阻垢率都在80%以上；对于高含量成垢组分体系，不改变SCS剂量也仍然能将阻垢率维持在60%以上。因此，SCS是一种性能优异的新型绿色阻垢剂，在水处理方面将会有很好的应用前景。

实例1 羧甲基-季铵两性壳聚糖(CMQAC)的制备

在100mL三口瓶内加入3.00g低聚壳聚糖、5.00g氢氧化钠、6.00g氯乙酸和50mL去离子水，65℃反应4h后加入一定量的2，3，环氧丙基三甲基氯化铵，继续反应4h，得到棕红色溶液，过滤除掉少量不溶性壳聚糖，加乙醇析出产物，用适量甲醇多次洗涤，可得到羧甲基季铵两性壳聚糖。

实例22-3 羧乙基季铵两性壳聚糖(CEQAC)的制备

在100mL三口瓶内加入3.00g低聚壳聚糖和一定量的2，3，环氧丙基三甲基氯化铵，然后加入50mL去离子水，65℃反应4h后加入2mL丙烯酸继续反应4h，得到透明棕红色溶液，加乙醇析出产物，用适量甲醇多次洗涤，即可得到羧乙基季铵两性壳聚糖。

采用静态阻垢的方法对壳聚糖、羧甲基-季铵和羧乙基-季铵两性壳聚糖阻硫酸钙垢的性能进行了评价。结果表明，两性壳聚糖用量为16mg/L以上，[Ca2+]≤1900mg/L，[SO42-]<4560mg/L，阻垢率可达到100%；与壳聚糖相比阻垢率明显提高。

采用小瓶测试法测定了不同季铵取代度的两性壳聚糖对异养菌的杀菌率。结果表明，在加药量为30mg/L时，羧甲基季铵壳聚糖季铵取代度为0.73时杀菌率为99.7%，羧乙基-季铵壳聚糖季铵取代度为0.50时杀菌率为99.2%；与壳聚糖相比，两性壳聚糖衍生物对异养菌的杀菌性能得到明显改善。

综上，羧甲基-季铵壳聚糖和羧乙基-季铵壳聚糖具有优良的阻硫酸钙垢性能，且对异养菌有非常理想的杀菌效果，是一种有应用前景的绿色多功能水处理药剂。

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