微生物合成細(xì)菌纖維素并運(yùn)用于制備復(fù)合材料的初步研究.pdf

1、由木醋桿菌Acetobacter Xylinum發(fā)酵產(chǎn)生的細(xì)菌纖維素，具有極其細(xì)小的纖維素網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。與植物纖維素相比具有更高純度、結(jié)晶度、楊氏模量、拉伸強(qiáng)度等特點(diǎn)，因此纖維素已經(jīng)被視為一種最具有應(yīng)用前途的資源。本文通過(guò)小試實(shí)驗(yàn)、中試發(fā)酵罐實(shí)驗(yàn)對(duì)發(fā)酵培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化，提高纖維素產(chǎn)量。同時(shí)制備細(xì)菌纖維素/聚乳酸復(fù)合材料。
　　 第一部分發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化實(shí)驗(yàn)中，詳細(xì)討論了發(fā)酵液中的碳源和pH對(duì)纖維素產(chǎn)量的影響。經(jīng)過(guò)小試實(shí)驗(yàn)獲得發(fā)酵液的最佳

2、培養(yǎng)條件，葡萄糖含量為2.5％，蔗糖含量為2.5％，發(fā)酵液的pH在5.5-6.0之間。同時(shí)向這種最佳培養(yǎng)基中添加1％的乙醇能夠有效的提高細(xì)菌纖維素的產(chǎn)量。利用最佳培養(yǎng)基進(jìn)行中試機(jī)械攪拌發(fā)酵罐培養(yǎng)獲得纖維素產(chǎn)量為3.3g/L。為了維持發(fā)酵液最佳條件，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷向發(fā)酵罐中補(bǔ)加葡萄糖，氨水。最終發(fā)酵產(chǎn)率得到提高，達(dá)到3.68g/L
　　 為了利用纖維素優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度開(kāi)發(fā)其在醫(yī)學(xué)材料中的用途，本論文的第二部分，通過(guò)熱壓成型制備聚乳酸

3、/細(xì)菌纖維素復(fù)合材料。在膜壓過(guò)程中，細(xì)菌纖維素膜夾在聚乳酸粉末中，預(yù)熱一定時(shí)間后加壓。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中主要使用了兩種纖維素膜，一種是熱干燥，另一種是冷凍干燥膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示加入熱干燥的纖維素膜能夠明顯提高復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度。例如，當(dāng)纖維素含量增大到20％，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度增大到70.7MPa，相對(duì)于純聚乳酸而言增加了30％。而添加冷凍干燥的細(xì)菌纖維素膜后，復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度反而比純聚乳酸差。
　　 同時(shí)為了進(jìn)一步提高細(xì)菌纖維素與聚乳

4、酸之間的交聯(lián)程度。將熱干燥細(xì)菌纖維素膜浸泡在聚乳酸氯仿溶液中，隨后熱壓成膜。與上述結(jié)果相似，當(dāng)細(xì)菌纖維素增大到20％，復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度增大到70MPa。
　　 最后為了改善復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率。甘油、聚乙二醇、乙酰檸檬酸三正丁酯作為增塑劑添加到纖維素/聚乳酸復(fù)合材料中，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示乙酰檸檬酸三正丁酯的增塑效果最好，當(dāng)乙酰檸檬酸三正丁酯含量達(dá)到15％，聚乳酸的斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到200％。但乙酰檸檬酸三正丁酯加入后復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度明