蝦殼和蟹殼是水產(chǎn)工業(yè)生產(chǎn)的固體廢棄物。隨著我國海產(chǎn)及人工養(yǎng)殖蝦、蟹業(yè)的發(fā)展，這些廢棄物數(shù)量越來越大，并造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。 　　另一方面，它們又是一類寶貴的生物資源。從1811年法國人發(fā)現(xiàn)甲殼素以來，從這類廢棄物中提取的甲殼素、其脫乙酰產(chǎn)物殼聚糖以及各種改性殼聚糖等已廣泛地應(yīng)用于食品工業(yè)的保鮮劑、沉降劑，紡織印染工業(yè)的染料增深劑、水處理絮凝劑，冶金工業(yè)的貴金屬離子回收助劑，日化工業(yè)的添加劑以及應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、造紙和化學(xué)工業(yè)等。 　　1 甲殼素 　　甲殼素是地球上含量僅次于纖維素的天然高分子化合物，它廣泛存在于類細(xì)胞壁、昆蟲和甲殼類動物的硬殼中。估計自然界每年生物合成的甲殼素將近 100億噸。另外，甲殼素還是地球上數(shù)量最大的含氮有機化合物。 　　甲殼素與纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)非常相似分子鏈為線形直鏈。不同點在于甲殼素 c2 上有一個乙酰胺基（ CH3CONH-）。甲殼素脫去乙?；愕玫綒ぞ厶?，三者結(jié)構(gòu)比較如下。 　　甲殼素為白色或灰白色無定型、半透明固體，不溶于水、稀酸、稀堿及一般的有機溶劑，可溶于濃無機酸，但同時主鏈會發(fā)生降解生成 α- 氨基葡萄糖。甲殼素中并非所有結(jié)構(gòu)單元都帶 N——乙?；Ｔ胤治霰砻?，天然甲殼素分子約有 12.5的氨基沒有 N—乙?；?，甲殼素的難溶性使其應(yīng)用大受限制，因而近些年的研究開發(fā)主要集中在殼聚糖及其改性上。 　　殼聚糖 　　甲殼素一般在 100-180攝氏度，40％——60％ 的氫氧化鈉溶液中非均相脫去乙酰基便轉(zhuǎn)化成殼聚糖。工業(yè)上把脫乙酰度大于７0％，含氮量為7.0％～8.7%的殼聚糖視為合格產(chǎn)品。它為白色無定型、透明的、略有珍珠光澤的固體，不溶于水和堿溶液，其化學(xué)結(jié)構(gòu)見上面的結(jié)構(gòu)式。殼聚糖是目前自然界中唯一發(fā)現(xiàn)的堿性糖類天然高分子。其最重要的性質(zhì)便是可溶于大多數(shù)稀酸并生成鹽。但它在稀酸中也會發(fā)生水解，使其粘度降低。殼聚糖有很好的吸附性、成膜性、通透性、成纖性、吸濕性和保濕性。 　　2 殼聚糖改性 　　為了改善殼聚糖的多種性能，可利用化學(xué)或物理改性的方法來改變其結(jié)構(gòu)，以滿足某些特殊需要，目前國內(nèi)外在此領(lǐng)域做了大量的研究，并發(fā)表了相當(dāng)數(shù)量的論文。殼聚糖改性現(xiàn)在主要集中在以下幾方面：羥乙基化、羧甲基化、氰乙基化、季銨鹽陽離子化、與乙烯類單體進行接枝共聚、在醛和酸酐作用下進行自身交聯(lián)以及重新進行乙?；Ｗo甲殼素等。 　　研究表明，甲殼素和殼聚糖可以做到任何纖維素做到的事情并能做得更好，且殼聚糖的酸溶性質(zhì)與造紙中的抄紙酸性介質(zhì)相似，是一種有待研究很有前景的新型造紙助劑。 　　從理論講，殼聚糖是一種直鏈型高分子聚合物，分子結(jié)構(gòu)中有多個羥基和氨基。這些基團可充分與纖維素表面接觸，具備形成氫鍵能力，而且分子量大，有足夠的纖維間架橋能力，同時它在酸性條件下作為一種天然陽離子聚合物，具有許多正電荷中心和氫鍵中心，可以與纖維素的負(fù)電荷結(jié)合成離子鍵，因此殼聚糖是一種很好的增強劑，它既可增加紙頁的干強度，也可以作為紙頁的濕強劑。 　　實驗研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)與漿料混合后，甲殼素和殼聚糖可以同時提高新聞紙和其它類型紙的干強度與濕強度。它們還可以提高紙盒、紙袋、尿片紙的濕強度并提高打漿效率。 　　由于殼聚糖顯著提高紙的強度，造紙公司就可以用一些質(zhì)量較差、價格便宜的纖維代替好的纖維，同時保證不降低成紙的質(zhì)量，從而降低成本。實驗發(fā)現(xiàn)殼聚糖可以減少達 $"%的打漿過程，在輕度打漿的硫酸鹽漿中加入 #%的殼聚糖便可以使?jié){料強度達到經(jīng)高度打漿的水平。殼聚糖由于相對分子量大而且有更大的正電荷密度，可以同時發(fā)揮凝聚和附聚作用，助留效果好。殼聚糖加強了纖維間的連接，減少了印刷過程中的“拉毛”現(xiàn)象，使紙頁有一平滑的表面并提高其適印性。 　　另外殼聚糖還可以通過特殊加工制得多孔性殼聚糖體。它具有較低的密度和較大的比表面積，可廣泛用做工業(yè)中的絕緣體、吸附劑、離子交換樹脂和載體等。