纖維素基復(fù)合材料的制備與抗菌性能研究.pdf

1、纖維素作為自然界中儲量最多的天然高分子，具有無毒無污染、良好的生物相容性和生物可降解性等優(yōu)點，纖維素抗菌材料廣泛應(yīng)用于食品包裝、水處理和醫(yī)衛(wèi)材料等。其中的細(xì)菌纖維素由納米纖維形成的獨特的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在纖維素基抗菌材料的制備中具有天然優(yōu)勢，近年來受到越來越多的研究，尤其是應(yīng)用于醫(yī)用敷料時，細(xì)菌纖維素天然的貼服性、高吸水性使得其能吞噬傷口滲出液且可自然地與傷口表面隔離開來。在以往纖維素抗菌材料研究中往往存在抗菌劑成本高，生物相容性差，不適

2、合批量生產(chǎn)等弊端。為進(jìn)一步推動抗菌纖維素材料的工業(yè)化進(jìn)程，擴大其在醫(yī)用領(lǐng)域的應(yīng)用，本文以纖維素為基體，制備系列纖維素基復(fù)合材判，具體工作如下:
　　(1)納米ZnO/纖維素抗菌復(fù)合纖維的制備、表征與抗菌性能研究。首先以離子液體1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽(AMIMCl)為纖維素溶劑，新型方法制備的納米層狀ZnO為抗菌劑，采用溶液共混法制備納米層狀氧化鋅/木漿纖維素(ZnO/Ce)復(fù)合纖維，對納米層狀ZnO的結(jié)構(gòu)、晶型、抗菌性能進(jìn)行

3、分析，對復(fù)合溶液的流變性及復(fù)合纖維的形貌、晶型、熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能和抗菌性能進(jìn)行研究。結(jié)果顯示，表面活性劑模板法可制得重復(fù)周期為3.71nm的長程有序納米層狀ZnO，對金黃色葡萄球菌表現(xiàn)出優(yōu)良的抗菌性;該納米粒子的加入使纖維素溶液黏度增大;納米粒子在離子液體體系中可穩(wěn)定懸浮;復(fù)合纖維對金黃色葡萄球菌的抑菌性優(yōu)于大腸桿菌。然后以細(xì)菌纖維素(BC)為基體，納米ZnO為抗菌劑，通過鋅(Ⅱ)-胺復(fù)合物的受控水解制得納米ZnO/BC復(fù)合纖維膜，考

4、察反應(yīng)液濃度、胺種類等實驗條件對氧化鋅晶體數(shù)量、尺寸和形貌的影響，同時對該復(fù)合纖維膜的形貌、結(jié)構(gòu)、機械性能和抗菌性能進(jìn)行分析。結(jié)果顯示，原料選三乙醇胺，反應(yīng)液濃度25mmol/L為最佳反應(yīng)條件;該復(fù)合纖維膜對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌均有較好的抗菌活性，尤其納米ZnO負(fù)載量為9.36wt％時，對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率可達(dá)96.52％和98.57％。
　　(2)殼聚糖/纖維素復(fù)合膜的制備、表征與抗菌性能研究。首先以復(fù)合離子液

5、體體系甘氨酸鹽酸鹽/1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽作為殼聚糖和木漿纖維素的共同溶劑，通過溶液澆鑄法制備殼聚糖/木漿纖維素(Cs/Ce)復(fù)合膜，對膜的結(jié)構(gòu)、形貌和抗菌性能進(jìn)行表征。結(jié)果顯示，殼聚糖和纖維素在該復(fù)合離子液體體系中相容性良好;復(fù)合膜對大腸桿菌具有優(yōu)良的抗菌性。同時以氧化細(xì)菌纖維素(OBC)為基體，殼聚糖為抗菌劑，采用溶液浸漬交聯(lián)法制備殼聚糖/氧化細(xì)菌纖維素(CS/OBC)復(fù)合膜。研究反應(yīng)條件對氧化結(jié)果的影響、復(fù)合膜的形貌、結(jié)構(gòu)、

6、機械性能和抗菌性能等。結(jié)果顯示，采用碳酸鹽緩沖溶液代替一般滴加NaOH法，氧化劑濃度為10mmol/g可有效制備具有較高羧基含量的OBC;OBC中的羧基與殼聚糖的氨基在交聯(lián)劑作用下發(fā)生了鍵合反應(yīng);復(fù)合膜的結(jié)晶度和熱穩(wěn)定性增加;當(dāng)殼聚糖含量達(dá)到6.6％以上時，該復(fù)合膜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌率均達(dá)到90％以上。
　　(3)細(xì)菌纖維素基復(fù)合材料的制備、表征與生物相容性研究。通過對比抗菌劑含量相同時，木漿纖維素基抗菌材料和細(xì)菌纖

7、維素基抗菌材料的抗菌結(jié)果發(fā)現(xiàn)，選用細(xì)菌纖維素為基體時，復(fù)合物的抗菌性能更加優(yōu)越。為進(jìn)一步研究纖維素抗菌材料的生物相容性，以細(xì)菌纖維素為基體，以海貍鼠尾膠原和新型回流-水熱法合成的表面帶有納米凹槽的納米羥基磷灰石為復(fù)合劑，制得了膠原/氧化細(xì)菌纖維素(CO/OBC)和納米羥基磷灰石/細(xì)菌纖維素(HA/BC)復(fù)合材料，并對其結(jié)構(gòu)、形貌等進(jìn)行表征，分別以鼠成纖細(xì)胞L929和成骨細(xì)胞MC3T3-E1研究了兩種復(fù)合材料的生物相容性。結(jié)果顯示，在材料