壳聚糖分子结构中的氨基基团比甲壳素分子中的乙酰氨基基团反应活性更强，使得该多糖具有的生物学功能并能进行化学修饰反应。因此，壳聚糖被认为是比纤维素具有更大应用潜力的功能性生物材料。
壳聚糖又名脱乙酰甲壳质、可溶性甲壳素、聚氨基葡萄糖，为类白色粉末，无臭，无味。本品微溶于水，几乎不溶于乙醇。本品是一种阳离子聚胺，在pH< 6.5时电荷密度高（因此可吸附于阴离子表面并可与金属离子螯合）。本品是一种带有活泼羟基与氨基的线型聚电解质（可进行化学反应和成盐）。
壳聚糖呈现双螺旋结构特征，螺距为0.515 nm，6个糖残基组成一个螺旋平面。甲壳素和壳聚糖的氨基、羟基、N-乙酰氨基形成的氢键，形成了甲壳素和壳聚糖大分子的二级结构。壳聚糖的氨基葡萄糖残基的椅式结构中有2种分子内氢键，一种壳聚糖分子间氢键是C3-OH与相邻的另一条壳聚糖分子链上的糖苷基形成的，另一种分子间氢键是氨基葡萄糖残基的C3-OH与相邻壳聚糖呋喃环上的氧原子形成的。甲壳素和壳聚糖的C3-OH、C2-NH2、C6-OH等官能团均可形成分子内和分子间氢键。
壳聚糖通过大分子链上分布的羟基、氨基、N-乙酰氨基相互作用形成各种分子内和分子间氢键。壳聚糖分子因为数量众多的氢键更容易形成结晶区，从而具有较高的结晶度，具有很好的吸附性、成膜性、成纤性和保湿性等物理机械性能。
壳聚糖溶液的表面能先随着溶度参数增大而减小，然后迅速上升。壳聚糖和甲壳素的解离性能与脱乙酰度的变化关系不是很大。壳聚糖的解离常数pKa，与溶液中离子强度和种类有关。同一壳聚糖溶液，在相同水解时间下，水解产物的相对分子质量的倒数和温度呈正比关系。
吸附速度随着吸附介质的介电常数的减小而减慢。壳聚糖一般不溶于碱，但当甲壳素在均相条件下脱乙酰基或者将高度脱乙酰化的壳聚糖在均相介质中进行乙酰化反应，当乙酰化度在50%左右时，获得的水溶性产物能溶于碱性条件。
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