壳聚糖及其衍生物具有生物相容性、可降解性、吸湿性、抗菌性、成纤成膜性等优异特性,在医药、食品、纺织、日化、造纸等领域具有广阔的应用前景。由于分子内与分子间存在着较强的氢键作用,壳聚糖只溶于酸性溶液,大大限制了它的应用范围。通过化学法引入疏水基团,提高其在有机介质中的相容性,可扩大其应用范围。传统的化学法对壳聚糖进行酯化改性,通常会用强酸或有机溶剂作为溶剂或润胀剂,具有毒性、强腐蚀性、后续处理麻烦等缺点,且酯化过程中为保持其功能特性还需要对-NH2进行保护然后再脱去保护基团,实验操作繁琐。酶作为生物催化剂,具有催化效率高、专一性强、作用条件温和等优点,而不同种类的离子液体,有的是壳聚糖的良溶剂,也有的是酶的良好反应介质。因此,本文以不同分子量壳聚糖为反应底物,探索了在混合离子液体介质中以脂肪酸甲酯为酰基供体,采用脂肪酶对壳聚糖进行一步法酯化反应;以棕榈酸甲酯为酰基供体研究了在混合离子液体中脂肪酶催化不同分子量壳聚糖的酯化反应,考察不同反应条件对反应的影响,并对产物的各项性能进行表征和测试;探究了在本实验条件下对壳聚糖进行酯化修饰的最佳反应体系和反应条件;采用不同分子量的棕榈酸壳聚糖酯和纤维素制备复合材料,对比研究了酯化壳聚糖对纤维素复合材料性能的影响。研究表明,离子液体的种类对壳聚糖的溶解和对酶的催化活性影响较大。结果表明:110℃高纯氮气保护2 h下,壳聚糖能完全溶解在[EMIM]Ac中,脂肪酶在[EMIM]Ac和[BMIM][BF4]的混合离子液体中表现出较高的催化活性。以棕榈酸甲酯为酰基供体,脂肪酶催化棕榈酸壳聚糖酯合成的最适混合离子液体质量比、底物摩尔比(氨基葡萄糖/棕榈酸甲酯)、脂肪酶用量、反应时间、反应温度分别为6:4(g/g)、1:3(mol/mol)、75 mg、24 h、40℃,在此最优条件下产物的取代度达到0.214;脂肪酶催化棕榈酸壳寡糖酯合成的最适混合离子液体质量比、底物摩尔比(氨基葡萄糖/棕榈酸甲酯)、脂肪酶用量、反应时间、反应温度分别为4:6(g/g)、1:3(mol/mol)、50 mg、50℃、9 h,在此最优条件下产物的取代度达到1.67。采用FT-IR和核磁共振对壳聚糖酯化反应产物进行表征,结果证实了脂肪酶能催化不同分子量壳聚糖酯的合成。根据固体13C NMR中碳的化学位移和吸收峰强度的变化,可知壳聚糖酯化主要发生在C-6位点。XRD测试结果表明,壳聚糖在离子液体的溶解和酯化会使其结晶结构和结晶度有所变化。TGA分析的结果显示酯化后的壳聚糖热稳定性降低。通过液体1H和13C NMR对壳寡糖酯化产物的表征可知,壳寡糖酯化反应主要发生在C-3和C-6位点。SEM图表明,光滑片层状结构的小颗粒状壳寡糖酯化后变成表面粗糙无规则的结构。XRD结果显示,壳寡糖酯化产物的结晶结构有变化,且结晶度既有增加也有减小。通过TGA分析可知,酯化后的壳寡糖热稳定性增加,且随取代度的增加而增加。采用长链酯化壳聚(寡)糖和纤维素制备复合材料,通过对复合材料各项性能的测定,研究酯化改性的壳聚糖对复合材料性能的影响。FT-IR结果表明,棕榈酸壳聚(寡)糖酯与纤维素仍具有一定的相容性;XRD谱图表明,棕榈酸壳聚糖酯的加入会稍微降低复合材料的结晶度,而棕榈酸壳寡糖加入可使复合材料的结晶度增加15.8%;复合材料的疏水性能随棕榈酸壳聚(寡)糖酯含量的增加而增加,接触角分别由19.9°增加到39.0°和39.6°。复合材料的拉伸应力在棕榈酸壳聚(寡)糖酯含量6%时达到最大,分别为23.6 MPa和33.1 MPa,分别比纯纤维素提高了0.56倍和1.80倍。抗菌性能测试结果显示,随棕榈酸壳寡糖酯含量的增加,复合材料的抗菌(大肠杆菌)性能先增强再减弱,在6%时达到最大的抑菌圈直径(2.39 cm),比未改性壳寡糖纤维素复合材料的抑菌圈直径增大14.9%。