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不同胶种对纤维素晶须橡胶功能膜的性能的影响(3)

时间:2022-01-13 23:02来源:毕业论文
1。2 细菌纤维素晶须(BCW) 细菌纤维素晶须(BCW)是由细菌纤维素(BC)经过控制前处理、解链及 机械 作用等过程,使其无定形区的纤维素发生水解反应

1。2  细菌纤维素晶须(BCW)

细菌纤维素晶须(BCW)是由细菌纤维素(BC)经过控制前处理、解链及机械作用等过程,使其无定形区的纤维素发生水解反应被剥离除去,结晶区的纤维素保留下来而得到的纳米晶体。近年来,社会对环境问题日益关心,可再生与生物可降解纳米材料的研究越来越深入,之前已经有过从微晶纤维素(MCC)中提取纤维素纳米晶体并用以增强聚合物材料的报道[12]。与BC相比,BCW具有更高的结晶度和纯度、更大的长径比和比表面积、更高的杨氏模量和机械强度,因此被用于填充聚合物以获得性能优异的复合材料。机械分离法、酶水解法、酸水解法是合成BCW的几种常用方法。

机械分离法是指对BC进行高压机械处理,纤维被切断,同时发生细纤维化作用[13],从而可以分离出纳米尺寸的纤维素晶须。由于其得到的晶须粒径分布较宽且耗能较大,一般不使用这种方法。

酶水解法是指使用纤维素酶对BC进行水解作用,得到纳米尺寸的纤维素晶须。该法所用的纤维素酶是一个多酶体系,纤维素酶催化反应是一个异相反应,在这个过程中只发生氢键的断裂和β-1, 4-糖苷键的水解[14]。Johnsy Georgea等人[12]使用纤维素酶处理BC,得到了网络结构完整、热稳定性良好的BCW。酶水解法可以有效解决酸水解法带来的问题,但其在反应条件的优化、水解程度的控制等方面还有待于进一步的研究。

酸水解法是制备高结晶度BCW最常用的方法,是指通过无机酸对BC进行水解,离心、洗涤、透析至中性,得到BCW的方法。具体方法为:先使用有机酸或者氢氧化钠(氢氧化钾)进行预处理,再使用硫酸混合液水解,并剧烈搅拌,制得纳米晶体分散液,用蒸馏水稀释后离心,去除过量的酸和非晶相,然后将悬浮液转移到透析袋中进行透析,最后对样品超声处理,得到纳米纤维素分散液。改变实验参数,如温度、反应时间、酸浓度、酸与纤维素原料的比例等,可以获得结晶度不同的BCW。温度过低,会影响水解反应的反应速度,效率较低;温度过高,会使反应难以控制。酸浓度过低,纤维素的水解程度太低,效果不显著;酸浓度过高,会使纤维素水解为葡萄糖,得不到所需的BCW。反应时间过长,会缩减纳米晶体的长度,使其粒度分布较窄[15]。因此,合理地控制各个条件,可以得到结晶度较高的BCW。

1。3  BC和BCW在聚合物中的应用

BC作为一种新型环境友好型材料,其优异的性能和广泛的应用使其越来越多地受到社会各界的关注。目前,BC和BCW主要应用于食品行业、生物医用材料、造纸业、污水处理、纺织业等领域。

1。3。1  生物医用材料

BC可作为医用材料,现已制成人造皮肤、组织工程支架、人造血管等。YIN N。[16]等将BC经羟基磷灰石(HAp)矿物化处理,得到HAp/BC纳米复合材料,结果表明,以仿生矿化方法制得的HAp/BC纳米复合材料有类似天然骨组织的性质。Ul-Islam等[17]将BC膜浸渍在蒙脱土(MMT)、Na-MMT、Ca-MMT 和Cu-MMT 悬浮液中,制得的复合膜均有抑菌性能,尤其是BC-Cu-MMT 出现明显的抑菌圈。

1。3。2  食品行业

BC可作为人造鱼、火腿肠等食物中的食品添加剂,可达到成型、分散、增稠、改善口感的效果。另外,BC也可用作保健食品,具有防便秘、清肠胃的功效。使用椰子汁进行发酵,可在椰子汁表面形成凝胶状膜,称为纳塔,即我们日常生活中所说的“椰果”,其主要成分就是BC。贾士儒[18]等把BC管浸泡在生物防腐剂ε-PL溶液中使ε-PL嵌入到BC膜上制得抑菌肠衣,结果表明这种ε-PL/BC 复合膜能够抑制革兰氏阳性菌和阴性菌均有抑制作用,可作为食品的包装材料,延长食品的保质期。 不同胶种对纤维素晶须橡胶功能膜的性能的影响(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_88388.html

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