淀粉细菌纤维素复合材料的制备及应用

为了了解纤维素材料应用于实用性膳食纤维保健品中的作用,以淀粉和木醋杆菌活化菌种为原料,采取动静结合的发酵方式,制备出了淀粉/细菌纤维素复合材料(SBC)。采用离体实验模拟人体胃和肠道的pH环境,探讨了SBC在此环境之下的酸解效率,以及对于甘油和三聚氰胺的吸附能力和最大吸附量,为食用膳食纤维保健品的研发提供了依据。实验结果显示,SBC在酸性条件(模拟胃液,含量为0.15%的盐酸溶液)下的酸解效率为20.47%。甘油浓度为4%(V/V),三聚氰胺含量为4%(w/w)时,SBC的吸附效率最高。在此基础之上,SBC对甘油的最大吸附量为0.84 g(甘油)/1 g(SBC),对三聚氰胺的吸附量为9.92 mg(三聚氰胺)/1 g(SBC),且吸附量大约是纯细菌纤维素的2倍。

细菌纤维素复合材料的应用进展

细菌纤维素与植物纤维素相比,具有独特的生理化学性质。然而,细菌纤维素有些性能无法满足高性能生物材料的需求。因此,需要添加加固材料制得复合材料来满足不同领域的应用要求。讨论了细菌纤维素复合材料在催化剂、分离膜、食品、纺织和生物医学等领域的潜在应用前景。

纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合材料及其降解物的细胞相容性评价

背景:新型复合材料纳米羟基磷灰石/细菌纤维素是一种极具应用前景的骨组织工程材料,而骨组织工程材料要求其本身及其降解产物具有良好的细胞相容性,实验在传统的MTT法评价细胞相容性的基础上,进一步应用流式细胞术的方法从DAN合成周期的角度进行评价。目的:评价新型纳米复合材料纳米羟基磷灰石/细菌纤维素及其酶降解产物的细胞相容性。方法:应用体外细胞培养法,观察纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合材料及其降解物对成骨细胞形态学的影响,同时采用MTT比色法评价纳米羟基磷灰石/细菌纤维素及其降解物对成骨细胞生长和增殖的影响,并尝试用流式细胞仪检测材料作用于细胞后细胞周期时相的变化,从而在分子水平上评价材料对细胞增殖的影响。结果与结论:纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合材料及其降解物对成骨细胞的形态无明显影响,对细胞生长和增殖无明显抑制作用。MTT细胞毒性试验显示原材料及其降解物的细胞增殖率均在80%以上,细胞毒性均为1级,材料对培养细胞无明显细胞毒性。流式细胞仪检测结果显示材料与细胞接触后能降低G0/G1期细胞比例,增加S,G2/M期细胞比例,能增加成骨细胞DNA的合成,促进成骨细胞生长和组织修复。提示纳米羟基磷灰石/细菌纤维素复合材料细胞相容性良好,是一种安全的、很有应用前景的骨组织工程支架材料。

C6位氧化型细菌纤维素/壳聚糖复合材料的制备及表征

细菌纤维素是天然的骨组织工程支架材料。为了改善其降解性并使其微观结构具有可调控性,利用2,2,6,6-四甲基-1-哌啶酮(TEMPO)/NaBr/NaClO体系,对细菌纤维素C6位羟基进行选择性催化氧化,氧化后的细菌纤维素在活化剂1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)存在的条件下与壳聚糖发生交联。将交联产物装入圆柱形模具,经冷冻干燥即得氧化型细菌纤维素/壳聚糖复合材料支架。通过FTIR、13C-NMR、XRD、体外降解率测定、孔隙率测定和场发射扫描电镜(FESEM)对复合材料支架进行表征。FTIR和13C-NMR结果表明氧化型细菌纤维素与壳聚糖成功发生交联;XRD交联产物的结晶度随着壳聚糖用量的增大而减小,但减小的幅度不大(≤3.1%);体外降解率测定表明氧化产物和复合产物的降解性均明显增大,其中当((OBC—COOH)/(CH—NH2))/(n/n)=1/4.5时,复合支架在8周内的降解率达40.2%;FESEM和孔隙率测定结果表明,OBCCH支架的孔径和孔隙率大于BC和OBC,当((OBC—COOH)/(CH—NH2))/(n/n)=1/4.5时,复合支架的孔隙率最大,为97%。实验结果表明,OBCCH是一种理想的具有良好降解性和微观结构可调控性的骨组织工程支架材料。

细菌纤维素/透明质酸复合材料的生物合成及表征

在培育细菌纤维素(BC)过程中添加不同分子量的两种透明质酸(HA),分别制备出不同的细菌纤维素复合物HA/BC(Mw=3,000)和HA/BC(Mw=300,000)。采用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射和热重分析对其结构和性能进行了表征。添加HA后提高了复合物的产量;FTIR结果表明了HA与BC之间存在交联;添加HA增大了BC的热稳定性,而对BC的结晶指数影响不大,且HA/BC(3,000)的性能始终优于HA/BC(300,000);HA(3,000)增大了BC的拉伸强度,而HA(300,000)反而减小了其拉伸强度。结果表明添加小分子量的HA可制备最大热失重温度较高的HA/BC复合物。

细菌纤维素负载TiO_2复合材料的制备及其在印染废水处理方面的应用

利用细菌纤维素超细高强的特点,原位制备细菌纤维素/TiO2纳米复合材料,并对其表面化学组成和微观结构进行表征。利用细菌纤维素负载TiO2纳米粒子用于染料废水的处理,具有处理效果好、可以多次反复使用等优点。结果表明:紫外光催化降解后,复合材料对甲基橙溶液的降解率可达到100%。重复4次降解后,最大降解率仍有51.8%。

细菌纤维素纳米复合材料的研究进展

细菌纤维素是一种新型微生物合成材料,与植物纤维素相比,无木质素和半纤维素等伴生产物,同时具有高结晶度和高聚合度、超精细的网络结构、极高的抗张强度和优异的生物相容性,在食品、医药、纺织、化工等方面有着巨大的应用潜力。利用细菌纤维素的纳米网络结构和超强弹性模量等特点可以用于增强聚合物基体,制备无机纳米粒子的模板、分散载体以及用于制备透明增强复合材料。重点介绍了细菌纤维素与高分子材料、无机纳米材料等的纳米复合材料的研究进展,阐述了现阶段存在的问题并对该种复合材料的发展趋势进行了展望。

羟基磷灰石/细菌纤维素纳米复合材料的制备与热力学性能表征(英文)

通过仿生途径制备了模拟天然骨成分的羟基磷灰石/细菌纤维素(hydroxyapatite/bacterial cellulose,HAp/BC)纳米复合材料,使用TGA(thermo-gravimetric analysis)、DSC(differential scanning calorimetry)和DMA(dynamic mechanical analysis)测试方法对复合材料进行了热力学表征,以此来了解复合材料的成分组成、热稳定性和热力学行为.实验结果表明,纳米复合材料的成分与天然骨相似,并且热稳定性与纯BC相比有所提高;纳米复合材料在热分解时存在复杂的吸热放热现象;由于HAp的加入,与BC相比,复合材料的玻璃化转变温度向高温区域移动.

细菌纤维素及其酯化产物与聚乳酸的复合材料的制备与表征

细菌纤维素(BC)经由多种有机酸(乙酸、正己酸、月桂酸)表面酯化,得到细菌纤维素乙酸酯(C2-BC)、细菌纤维素正己酸酯(C6-BC)、细菌纤维素月桂酸酯(C12-BC),将BC及酯化产物分别加入到聚乳酸(PLA)溶液,采用热致相分离技术(TIPS)制备出BC(BC酯化产物)/PLA复合材料,红外光谱、扫描电镜、差热分析和热重分析结果显示,BC以及酯化产物均匀分布在PLA中,制备的复合材料具有多孔结构,酯化产物的添加提高了PLA的结晶度,但是对PLA链的移动性没有太大影响。同时,BC及其酯化产物的的引入,提高了PLA的降解温度,并且随着酯化支链的长度增加,杨氏模量和抗拉强度也相应有所提高。

细菌纤维素/涤纶非织造布自编织复合材料的制备及其性能

为探索细菌纤维素/涤纶非织造布复合材料的结构与性能,以涤纶非织造布为基材,利用生物复合的方法,自编织制得细菌纤维素/涤纶非织造布复合材料。利用扫描电子显微镜、傅里叶红外变换光谱仪、热重分析仪、表面张力仪、万能试验机对复合材料的形貌、结构、热稳定性、亲疏水性、拉伸力学性能进行表征。结果表明:涤纶非织造布中纤维被细菌纤维素黏附、缠绕、穿插,二者实现较好地复合;复合材料中出现羟基官能团,红外光谱图发生轻微地红移现象;复合后材料的热稳定性、亲水性得到改善;对比涤纶非织造布,细菌纤维素/涤纶非织造布复合材料的拉伸力学性能提高,且复合材料的断裂强度随细菌纤维素含量的增加呈现先增加后下降的趋势。

可完全生物降解的壳聚糖-纤维素或淀粉复合材料

综述了正在开发的可完全生物降解的壳聚糖-纤维素和壳聚糖-淀粉复合材料的制各方法。这种材料可广泛应用于食品包装和农业中。埋入土壤中能在3个月内完全分解，不会污染环境。

细菌纤维素/黑索今复合材料的动态酶降解及表征

采用正交试验设计法研究了细菌纤维素/黑索今(BC/RDX)复合材料动态酶降解及影响因素。对降解前后的材料利用扫描电镜、红外吸收光谱及X射线衍射光谱(XRD)进行了表征。结果发现:影响BC/RDX复合材料酶降解程度的因素大小依复合材料量、纤维素酶浓度和酶解温度顺次降低,但均未达到显著性的影响水平(F<F0.05);对1.00 g BC/RDX复合材料,其优化的动态酶降解工艺为:酶浓度0.7%、温度40℃、pH 5.0、酶解时间25 h。酶解可适度或完全破坏复合材料中细菌纤维素形态和结构,但对BC/RDX复合材料中黑索今的性质无影响。

细菌纤维素增强水泥复合材料的制备及性能

对细菌纤维素增强水泥复合材料进行研究,探讨细菌纤维素含量、长度对水泥基复合材料抗折、抗压强度的影响以及细菌纤维素对水泥凝结时间和水化过程的影响。结果表明:细菌纤维素的加入能明显改善水泥基复合材料力学性能,细菌纤维素质量分数为0.02%是实验最佳掺量,材料抗折、抗压强度分别提高了20%和8%;过长细菌纤维素将导致分散不均,使浆体结构疏松;细菌纤维素对水泥浆体pH值和凝结时间无明显影响;细菌纤维素促进水化过程中CaO-SiO2-H2O凝胶生成。

细菌纤维素增强聚羟基丁酸酯复合材料的制备及性能

利用细菌纤维素(BC)作为增强材料,采用溶液浸渍法制备了细菌纤维素/聚羟基丁酸酯(PHB)复合材料,并利用红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及力学性能测试对细菌纤维素/聚羟基丁酸酯复合材料的特征进行了研究。结果表明,PHB可以较好地渗透进入BC三维骨架中形成复合材料;在复合材料中PHB和BC的结晶特征均没有发生根本改变,只是随着PHB含量的增加,其特征衍射峰强度变大、半峰宽变小;力学性能测试显示BC能够有效增强PHB的力学性能,复合材料的断裂强度可达91MPa,断裂伸长率为7.9%,冲击强度为47.8 J/m2,较纯PHB分别提高了310%、75%和140%,其杨氏模量约为1.18 GPa,提高了约100%。由于PHB和BC均是生物材料,这种复合材料在骨组织工程中有望获得应用。

淀粉/纤维素/蒙脱土纳米复合材料研究

采用淀粉、纤维素、蒙脱土(MMT)等为主要原料,选择合适的溶剂体系,通过溶液插层聚合制得了剥离型的复合材料,其中蒙脱土以单个片层的形式均匀分散到淀粉中,再加上具有线形高分子结构的纤维素的增强作用,有效地改善了淀粉塑料的耐吸湿性,并通过正交试验确定了最佳反应条件。比较了不同溶剂体系下纤维素、蒙脱土的分散性,考察了不同条件下材料的拉伸强度、耐水性。

1种细菌纤维素基抗菌复合材料的制备及性能评价

为了获得具备抑菌活性的新型细菌纤维素基复合材料,采用超声震荡使发酵获得的细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC)与ε-聚赖氨酸(ε-Polylysine,ε-PL)充分接触吸附后,制备出了PLBC复合膜。考察了PLBC复合膜的吸水率和脱水率、微观结构、力学特性,采用红外光谱及XRD分析了PLBC复合膜的性能表征,通过抑菌圈法与吸光度法考察了PLBC复合膜对E.coli及S.aureus的抑菌作用,初步探讨了PLBC复合膜对E.coli与S.aureus的抑菌机制。结果表明:ε-PL的结晶会影响PLBC复合膜的微观结构,在制备PLBC复合膜时ε-PL的浓度选择0.5%较为适宜。红外光谱及XRD分析的结果证明成功地制备出了PLBC复合膜。PLBC复合膜的力学特性较BC膜有了一定程度的提升,同时因为ε-PL的引入使PLBC复合膜具备了良好的抑菌活性,是一种具有应用前景的医用敷料或抗菌食品包装材料。

细菌纤维素/聚乙烯醇复合材料的制备研究进展

细菌纤维素是一种天然的生物高聚物,具有生物活性、生物可降解性、生物适应性以及独特的物化性能和机械性能,因而成为近年来国际上新型材料的研究热点。本文综述了近年来细菌纤维素与聚乙烯醇制备复合材料的研究进展。

细菌纤维素复合材料的研究新进展

细菌纤维素是一种新型的纳米级材料,具有高吸水性、高纯度、高结晶度和良好的生物相容性.本文综述了细菌纤维素复合材料在医疗、化工以及食品包装这3个重要领域的研究现状及其代表性成果,提出了利用聚合物渗透、掺杂原子和纳米颗粒修饰等方法制备新型细菌纤维素纳米复合材料,克服单一细菌纤维素材料性能上的缺陷,为其在更多领域的应用提供了思路.

细菌纤维素复合材料的发酵制备研究

通过在发酵培养基中添加琼脂、可溶性淀粉、明胶、壳聚糖等水溶性高分子物质制备改性细菌纤维素,并采用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、万能材料测试机等检测手段对改性细菌纤维素的结构、形态特征及物理性能进行研究。结果发现:琼脂、可溶性淀粉、明胶均在一定程度上对合成的细菌纤维素的强力和结构有一定的影响,而壳聚糖由于本身具有抑菌作用,它的添加抑制了细菌的生长,基本上不能合成纤维素。通过TGA分析证实改性细菌纤维素中添加物的存在。

细菌纤维素/聚乙烯醇复合材料的制备及性能

采用浸渍法向细菌纤维素(BC)中引入聚乙烯醇(PVA),对BC/PVA复合材料的结构、光学性能及力学性能进行研究。当浸渍液中PVA浓度为20 g/L时,力学性能及光学性能测试表明,复合材料在保持BC超高力学强度的同时光学性能较纯BC显著提高,透光率最高可达90.74%,可见光区最多提高24.26%。扫描电子显微镜及X射线衍射表明,大量自由PVA渗入BC网络结构,复合材料层状结构淡化,结晶度下降。