3  结果与讨论 9

3。1  BCW的表征 9

3。1。1  形貌分析 9

3。1。2  XRD分析 10

3。1。3  FTIR分析 11

3。1。4  热稳定性分析 12

3。2  BCW/橡胶复合材料薄膜性能对比 13

3。2。1  BCW在不同橡胶基体中的分散状态 13

3。2。2  BCW/橡胶复合材料薄膜的热稳定性 14

3。2。3  BCW/橡胶复合材料薄膜的水溶胀行为 16

3。2。4  BCW/橡胶复合材料薄膜的接触角 18

3。2。5  BCW/橡胶复合材料薄膜的水刺激-力响应行为 20

3。2。6  BCW/橡胶复合材料薄膜的降解行为 22

结  论 25

致  谢 26

参 考 文 献 27

1  引言

纤维素是自然界含量最丰富的天然高分子，被认为是一种新型的可再生资源和环境友好产品。纤维素作为增强填料有许多优势，包括节能环保、低密度、良好的消声性能、相对易加工、可实现高填充量等[1]。目前，复合材料的常用补强填料的制造工程或多或少涉及到日益枯竭的化石能源，对环境造成破坏，因此，纤维素晶须作为一种可循环的生物资源已经广泛应用于增强聚合物以得到性能优良的复合材料。迄今为止，已经有大量关于植物纤维素作为增强填料的研究[2-4]。不过，纤维素不但可以从植物中提取，也可以通过一些细菌获得，这样得到的纤维素称为细菌纤维素（BC）。与植物纤维素相比，BC具有许多优异的性能，包括高纯化度、高结晶度、高聚合度、高吸水量和持水率、高拉伸性能、高杨氏模量和较强的生物适应性[5]。BC已经广泛应用在食品行业、扬声器和耳机的振动膜、造纸业、生物医药（绷带、人造皮肤、人造血管、组织工程支架等）等各个方面[6]。

1。1  细菌纤维素（BC）

细菌纤维素是指由细菌微生物产生的纤维素。1886年，英国科学家Brown在醋酸发酵过程中发现培养皿表面形成凝胶状膜，经研究发现为纤维素薄膜，这是有关BC的第一次报道 [7]。

如图1。1所示，BC是由D-吡喃葡萄糖单体以β-l，4-糖苷键连接而成的直链多糖[8]，与植物纤维素没有明显的区别，其分子式为（C6H10O5）n（n为聚合度），碳、氢、氧三种元素的质量分数分别为44。44%、6。17%、49。39%。BC结构包括结晶区和无定形区，其间没有明显的界限。 论文网

图1。1  细菌纤维素的结构式

BC具有许多植物纤维素不具备的优异性质：（1）BC微纤维的直径在0。1μm以内，属于纳米级纤维素，而棉纤维素的直径约为其100倍；（2）BC的纯度和结晶度均高达90%以上，远远高于植物纤维素[9]；（3）BC的分子内存有大量的亲水基团，具有非凡的吸水持水性，同时，其内部形成了许多“孔道”，透气透水性也十分优异；（4）BC是由微生物代谢产生的，与植物纤维素相比，其生物相容性和生物可降解性十分良好，可在微生物作用下发生降解，具有环境友好性。（5）BC的力学性能非常优异，具有较高的拉伸强度、杨氏模量和断裂伸长率，同时也具有较强的抗撕拉能力。（6）BC的合成具有可调控性，通过调节发酵方法可使BC的产量提高，也可改变原有BC的结构和理化性质[10, 11]。细菌纤维素的这些优异性能使其广泛应用于建筑、工程、工厂自动化、家具和包装、娱乐设施、玩具等各个领域。