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液晶材料是目前高新技术领域中研究和开发的热门,壳聚糖可望成为一种新型的天然高分子液晶材料。壳聚糖作为天然高分子液晶中的新成员,其应用研究有着十分诱人的前景。壳聚糖纤维可以作为功能性和生态友好型纤维应用在生物医学和生物技术等领域,是近年来世界各国都在开发的机能性保健纤维,其市场前景看好。对壳聚糖进行改性并制备高强度的壳聚糖纤维,对推动壳聚糖的发展和拓宽其应用领域具有重要的意义。离子液体是近年来兴起的一类极具应用前景的环保型溶剂,它已引起了世界各国科学家的广泛重视。制备能够溶解壳聚糖的离子液体,并使其在均相反应体系中进行反应,已成为目前壳聚糖加工过程中亟待解决的问题。本文从壳聚糖原料出发,围绕着离子液体这一绿色溶剂,并以制备壳聚糖类液晶材料为目标,主要开展了以下两个方面的研究工作。1.以甘氨酸和质量分数36%盐酸为原料合成出甘氨酸盐酸盐离子液体,利用间歇碱处理方式对壳聚糖原料进行处理,制备出脱乙酰度可达92.2%的高脱乙酰度壳聚糖。采用N-烷基化化学改性方法,使苯甲醛与高脱乙酰度壳聚糖分别在醋酸和甘氨酸盐酸盐离子液体两种溶剂中进行反应,制备N-苄基壳聚糖。红外光谱测试表明:由这两种方法制备出的产物均为N-苄基壳聚糖,证明了甘氨酸盐酸盐离子液体是壳聚糖的良溶剂。用偏光显微镜测得N-苄基壳聚糖在二氯乙酸中形成液晶相的临界质量分数为9%,且形成的液晶相为胆甾相。2.将高脱乙酰度壳聚糖溶解于离子液体的水溶液中制备出合适粘度的纺丝液,经湿法纺丝将其纺制成纤维,再对纤维进行一定程度的表面交联,可得到较好力学性能的壳聚糖纤维,并通过SEM和TGA分析证明了壳聚糖纤维具有良好的表面形态和热稳定性。结果表明,壳聚糖的质量分数(相对于3%离子液体的水溶液质量)为6.5%,溶解温度40℃,溶解时间6h,凝固浴中无水乙醇与5%Na2SO4水溶液的体积比为50/50时,在此条件下制得的纤维的断裂强度为0.307CN/dtex,断裂伸长率为35.933%,经交联处理后纤维的断裂强度达1.977CN/dtex。