花生壳微晶纤维素改性聚乳酸的性能及机理

花生壳采用碱解、酸解、脱色等处理后制得微晶纤维素(MCC),将其作为填料加入到聚乳酸(PLA)中,通过溶液流涎成膜的方法制得不同MCC含量的MCC/PLA复合膜。分析了碱解过程中氢氧化钠浓度对MCC收率的影响、MCC含量对MCC/PLA复合膜性能的影响及其作用机理。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、万能力学试验机等对MCC及MCC/PLA复合膜结构及性能进行表征和分析。结果表明,花生壳通过碱解、酸解、脱色等处理,将木质素等物质大量去除,制得MCC;MCC的加入,影响了PLA结晶结构的规整度及完善程度,降低了复合膜的熔融温度;随着MCC含量的增加,MCC/PLA复合膜的拉伸强度和断裂伸长率呈先增加后降低的趋势,均大于纯PLA的拉伸强度和断裂伸长率。当MCC的含量为5.6%时,MCC/PLA复合膜的拉伸强度为36.5 MPa,断裂伸长率达到最大值1.7%,与纯PLA相比,分别提高了52.1%和30.8%;SEM结果表明,该含量的MCC在PLA中分散均匀,复合膜光滑平整。

甲酸预处理对聚乳酸/甲酰化蔗渣纤维素复合膜性能的影响

以蔗渣为原料,甲酰化后制备聚乳酸/甲酰化蔗渣纤维素(PLA/BFC)复合膜,并利用FT-IR、SEM、XRD以及电子万能试验机对复合膜的结构和性能进行了分析。采用响应面法对甲酰化蔗渣纤维素(BFC)制备工艺进行了优化,在甲酸质量分数85%、粒径180~400μm、反应温度100℃的最优条件下,蔗渣纤维素中甲酰基质量分数为6.44%。采用不同甲酰基质量分数的BFC制备PLA/BFC素复合膜,实验结果表明:BFC的加入改变了PLA/BFC膜的结构,使断面更加均匀;膜的结晶指数随甲酰基质量分数增加而增加,BFC的加入对PLA/BFC复合膜具有增补作用;同时蔗渣纤维素中甲酰基质量分数会影响复合膜的力学性能,相比于纯PLA膜,PLA/BFC素复合膜(甲酰基质量分数6.51%)断裂伸长率提高44.90%,拉伸强度提高32.54%,吸水率下降50.62%,韧性和抗拉伸性能及抗水性能均优于纯PLA膜。

PLA/MCC复合材料的制备及其性能

以水稻秸秆经碱解、酸解得到的微晶纤维素(MCC)作为聚乳酸(PLA)的改性材料,通过溶液共混、流延成膜制备了PLA/MCC复合膜,采用傅里叶变换红外光谱仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜等对其性能进行了表征。结果表明:水稻秸秆中木质素、半纤维素等杂质大部分被有效除去,当NaOH质量分数为5%时,去除率最大,MCC成功制备;当MCC质量分数为8.3%时,可以最大程度改善PLA/MCC复合膜的拉伸性能,MCC与PLA结合最好,而MCC的加入会使复合膜的热稳定性有所降低。

细菌纤维素/γ-聚谷氨酸复合膜发酵条件的优化

在发酵培养基中添加γ-聚谷氨酸(γ-PGA),可以制备具有更优性能的细菌纤维素(BC)复合膜。采用响应面分析法优化细菌纤维素/γ-聚谷氨酸复合膜发酵生产工艺,首先通过Plackett-Burman试验设计对影响复合膜发酵生产的8个因素进行筛选,得到3个关键影响因子:聚谷氨酸添加浓度,pH和γ-聚谷氨酸的添加时间;然后用最陡爬坡试验逼近响应值的最大区域;最后通过Box-Behnken设计及响应曲面分析确定了各考察因子的最佳取值:葡萄糖25g/L,柠檬酸6g/L,Na2HPO4 2g/L,γ-聚谷氨酸1.04g/L,γ-聚谷氨酸的添加时间4h,发酵初始pH5.0,温度30℃,发酵周期7d。在优化条件下复合膜的湿重达到61.07g/100mL培养基试验值与预测值误差为-3.05%,较初始培养基复合膜产量提高91.32%。

细菌纤维素/γ-聚谷氨酸复合膜的物理性能研究

[目的]对细菌纤维素/γ-聚谷氨酸复合膜的物理性能进行研究。[方法]利用木醋杆菌M12发酵制备细菌纤维素/γ-聚谷氨酸复合膜,并用TA-XTPlus Exponent32物性测试仪对其表面硬度、弹性和剪切力进行检测。[结果]与单纯的细菌纤维素膜相比,添加γ-聚谷氨酸后制备的复合膜表面硬度下降,弹性降低,韧性增强,抗撕能力增强。[结论]向细菌纤维素膜中添加γ-聚谷氨酸,更有利于其在外科敷料方面的应用。

聚乳酸/醋酸纤维素共混膜的制备及性能研究

采用浸没沉相转化法制备聚乳酸/醋酸纤维素(PLA/CA)共混膜,通过SEM、红外光谱、热重分析、吸水率、透气率、接触角和力学性能实验考察了PLA含量对PLA/CA共混膜结构和性能的影响。红外分析表明,PLA的添加并没有破坏CA本身的基团和氢键结构;SEM分析表明,在PLA低含量的条件下,PLA与CA相容性较好,形成的共混膜的表面光滑,排列十分紧密;PLA的引入改善了CA膜的抗水性和综合力学性能,但热稳定性有所下降;当PLA含量为15%时,共混膜质地较为密实,拉伸强度、断裂伸长率综合性能较好,透气率低。

细菌纤维素-透明质酸-聚赖氨酸复合膜的制备及其用于功能敷料的潜力

为了改善细菌纤维素敷料功能单一的问题,以该纤维素为基材吸附透明质酸,再通过静电自组装聚赖氨酸,以期制备出功能型敷料。主要探讨透明质酸和聚赖氨酸的浓度比例对敷料理化性质的影响,通过红外分析、微观结构观察、含水率和水蒸气透过率等性能表征及抑菌性测定来综合评价。结果表明,该方法能够成功制备出细菌纤维素-透明质酸-聚赖氨酸复合膜。复合膜中透明质酸与聚赖氨酸结合形态以及复合膜的理化性质随着两者浓度增加而改变。透明质酸和聚赖氨酸的起始复合浓度为1 mg/mL以上时可获得更好的抑菌性,且1∶1的浓度比例能够获得满足实际使用需求的透气性和90%以上抑菌效果的复合膜,在功能敷料领域具有巨大潜力。

白酒丟糟微晶纤维素/聚乳酸复合膜的制备及性能研究

以丟糟微晶纤维素(DGMCC)为增强材料、聚乳酸(PLA)为基体,采用溶液浇铸法制备DGMCC/PLA复合膜材料,并对复合膜进行红外图谱(FT-IR)、SEM扫描、力学性能、紫外可见光透过性和降解性能测试。结果表明,复合膜中微晶纤维素与聚乳酸以氢键结合,复合膜的性能较纯聚乳酸膜有较大变化。性能测试结果显示,DGMCC的加入使复合膜力学性能拉伸强度和断裂拉伸率下降,对紫外线的阻挡效果增强,可降解性能提高,作为生物可降解包装材料具有一定应用潜力。

细菌纤维素与γ-聚谷氨酸复合膜发酵动力学的研究

为了优化细菌纤维素与γ-聚谷氨酸复合膜发酵过程,提高复合膜产量,对木醋杆菌分批发酵复合膜进行了研究。根据木醋杆菌发酵过程的特点,在Logistic方程和Ludedking-Piret方程的基础上,建立了木醋杆菌发酵过程中菌体生长、底物消耗和细菌纤维素与γ-聚谷氨酸复合膜形成的动力学方程。利用1st Opt软件对试验数据进行了处理,得到了木醋杆菌分批发酵动力学模型参数。结果表明,模型值和试验值吻合较好,所建立的方程能较好地预测其实际发酵过程,具有很好的适用性,对细菌纤维素与γ-聚谷氨酸复合膜的发酵生产具有很好的指导意义。