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摘 要

壳聚糖( chitosan)由甲壳素脱乙酰化制取，又名脱乙酰甲壳素，属于氨基的均态值链衍生物，在化工、医药、水处理、食品等行业有着很大的发展前景。

本论文以N-甲基咪唑、氯乙酸乙酯为原料合成EtmimCl离子液体，加入尿素制备EtmimCl-Urea溶液，探讨壳聚糖在EtmimCl-Urea溶液中溶解性能。确定不同含量（2%、4%、6%、8%）壳聚糖，在不同温度下（60℃、80℃、100℃、120℃）在EtmimCl-Urea溶液中的溶解时间；确定EtmimCl-Urea溶液中溶解壳聚糖溶液的流变性能。实验结果表明：随着溶液温度逐渐升高，浓度逐渐降低，壳聚糖完全溶解所需时间逐渐变短；5%固含量EtmimCl-Urea溶液中溶解壳聚糖后，剪切速率在0~2s^-1之间 溶液的稳态粘度随剪切速率的减小迅速减小，之后，稳态粘度基本趋于不变。

关键字：壳聚糖；离子液体；流变性能；尿素

Study on the properties of chitosan in EtmimCl-Urea

Abstract

Chitosan (chitosan) was prepared from chitin, also known as chitin, which belongs to the amino group, and has a great development prospect in chemical industry, medicine, water treatment, food and so on.

EtmimCl ionic liquid was prepared by using N- methyl and ethyl chloride as raw materials, and the EtmimCl-Urea solution was prepared by adding urea, and the solubility of chitosan in EtmimCl-Urea solution was discussed. Chitosan with different content (2%, 4%, 6%, 8%), determi ned at different temperatures (60℃、80℃、100℃、120℃) in EtmimCl-Urea solution in the diss olved time; determining the rheological properties of EtmimCl-Urea solution in the dissolveing of chitosan solution. Experimental results show that increased with increasing the solution temper ature, concentration gradually decreased, chitosan is completely dissolved required time become s shorter; 5% solid content EtmimCl-Urea solution after dissolving chitosan and shear rate betw een the 0~2s-1 solution of the steady state viscosity with the shear rate decreases decreases rapidly. After that, steady state viscosity basically unchanged.

Keywords：Chitosan;Ionic liquid ;Rheological property;Urea

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1壳聚糖 1

1.1.1壳聚糖的定义 1

1.1.2壳聚糖的来源 1

1.1.3壳聚糖的应用 2

1.1.4壳聚糖在溶解方面的研究 3

1.1.5壳聚糖（chitosan）的改性 3

1.2离子液体 4

1.2.1离子液体的定义 4

1.2.2离子液体的发展历史 4

1.2.3离子液体的分类 5

1.2.4离子液体的应用 5

1.2.5离子液体的合成 6

1.3实验思路 7

1.3.1 离子液体EtmimCl的合成 7

1.3.2 EtmimCl-Urea溶液的制备 7

1.3.3 壳聚糖在EtmimCl-Urea中的溶解性能 7

1.3.4 Chitosan-EtmimCl-Urea溶液的流变性能测试 7

第二章 实验内容 9

2.1实验药品 9

2.2实验仪器 9

2.3 实验过程 9

2.3.1 EtmimCl离子液体的合成 9

2.3.2尿素在离子液体中溶解和时间测定 11

2.3.3壳聚糖在EtmimCl-Urea中的溶解 11

2.4壳聚糖和离子液体溶液稳态的流变性能 13

第三章 结果与讨论 14

3.1核磁共振氢谱 14

3.2尿素在离子液体中的溶解 14

3.3壳聚糖的溶解 15

3.4壳聚糖和离子液体溶液稳态的流变性能 16

3..4.1EtmimCl-Urea离子液体稳态流变特性 16

3..4.2壳聚糖浓度对稳态流变性的影响 17

第四章 结论与展望 19

4.1 结论 19

4.2 展望 19

参考文献 20

致谢 22

第一章 前言

1.1壳聚糖

1.1.1壳聚糖的定义

壳聚糖( chitosan)又名脱乙酰甲壳素（chitin）。由于它是由甲壳素脱CH3OCH-制取，所以也称可溶性甲壳素^[1]。壳聚糖可以归为氨基的均态直连衍生物，是目前发现的自然界唯一碱性衍生物^[2]。它的化学名称叫聚葡萄胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖，它的分子结构式如下。

图1-1壳聚糖的分子结构

1.1.2壳聚糖的来源

甲壳素脱乙酰（CH₃OCH-）来制取壳聚糖。几丁质、甲壳质、壳多糖、聚乙酰氨基葡萄糖等也是甲壳素常见的名字。甲壳素在地球上分布十分广泛，来源很丰富，昆虫的外壳，虾的外壳，蟹类的外壳以及真菌的细胞壁是甲壳素最好的天然储存室。当然，在软体动物和其他动物的体内也都可以提取，只是甲壳素的提取量相对较少。甲壳素是N- 乙酰氨基葡萄糖的聚合物。在1911年法国科研人员Braconno^[3]发现了这个聚合物，但并未得出什么结论。过了两年，Odier^[8]从虾和蟹的外壳中提取了这种聚合物，将它命名为甲壳素，英文chitin。自然界中含量最丰富的糖类是纤维素，其次就是甲壳素。甲壳素是一种可再生资源，加上其价格低廉，用途很广，倍受研究者的青睐。最令人的兴奋的是，它可以通过脱乙酰化，形成应用更加方便的壳聚糖，这是壳聚糖最主要的来源。

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