基于酯交换和纤维素基Vitrimer材料的制备与性能研究

以邻苯二甲酸醋酸纤维素(CAP)为基体、丁二酸酐(SA)为助剂、双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)为固化剂制备了纤维素基可重塑Vitrimer材料CAP-SA-DGEBA,并优化了反应条件。采用FT-IR、凝胶分数测试(Gf)、DSC、SRA、TGA等对CAP-SA-DGEBA进行了表征,结果表明,体系内部形成了共价交联网络,CAP-SA-DGEBA凝胶分数可达71.4%,材料的玻璃化转变温度为44℃,应力松弛时间随温度升高而快速降低,较CAP的热分解温度提高了121℃。对材料进行重塑形发现,材料具备可重塑性能,重塑后依然保持良好的机械性能。

基于纤维素纳米晶乳化陈皮精油的淀粉基抗菌膜的制备与性能

以玉米淀粉(corn starch,CS)为基质、柠檬酸为交联剂、纤维素纳米晶(cellulose nanocrystals,CNC)乳化陈皮精油(orangepeelessentialoil,OPO)制备的Pickering乳液为抗菌剂,采用流延法成功制备了CS/CNC-OPO抗菌复合膜;探讨了CNC和OPO的添加量对CS/CNC-OPO抗菌复合膜的机械强度、水蒸气透过率、水接触角、抗菌性能等的影响,并采用傅里叶变换光谱、X射线衍射光谱和扫描电子显微镜对CS/CNC-OPO抗菌复合膜进行表征。结果表明,当OPO添加量为11%,CNC和OPO比例为1∶11(g/mL)时,CS/CNC-OPO膜的性能最好,水蒸气透过率为1.03×10^(-3)g/(m·h·kPa),水接触角为74.53°,拉伸强度达6.01 MPa,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌面积高达88.4 mm2和96.45 mm^(2)。该淀粉基膜强度好,且具有较好的疏水和抗菌性,在食品包装领域具有广阔的应用前景。

固化单宁纤维素基气凝胶吸附还原Ag(I)行为研究

以纤维素为原料,在NaOH/尿素/H_(2)O溶解体系中通过交联作用将橡椀单宁固化在纤维素基体上,制得固化橡椀单宁纤维素基气凝胶(VTCA).通过SEM-EDS、FT-IR、XRD等对VTCA进行表征,并研究其对水溶液中Ag(I)的吸附行为.结果表明,VTCA具有明显的三维网格多孔结构,孔隙率达到97.95%,在较宽的pH范围内(1~8)对Ag(I)均保持较高的吸附效率(>75%).吸附过程符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型,温度升高有利于吸附,最高理论吸附量为147.2mg/g.吸附还原研究机理表明,VTCA主要通过静电吸引和螯合作用将Ag(I)吸附到其表面,并通过单宁结构上的酚羟基将其原位还原为Ag^(0),证明VTCA具有良好的吸附还原性能,能够实现对水体中Ag(I)的回收.

药用辅料羟丙基甲基纤维素的细胞毒性研究

目的采用MTT比色法进行羟丙基甲基纤维素(HPMC)体外细胞毒性试验,以评价HPMC作为药用辅料的生物安全性。方法将L929细胞分为空白对照组(只加细胞培养液)、HPMC组(K4M、K100M两种规格,浓度分别为10.0、5.0、1.0、0.5、0.1 mg/ml)。置于培养箱中培养24、48 h,用MTT方法测定490 nm处的吸光度值,计算细胞毒性试验中细胞相对增殖率(RGR)。结果不同规格(K4M、K100M)、不同浓度(10.0、5.0、1.0、0.5、0.1 mg/ml)HPMC的平均细胞RGR>85%,属于无细胞毒性。结论研究结果证实HPMC对L929细胞无细胞毒性,这说明HPMC的细胞毒性达到国家标准对生物材料细胞毒性所限定的要求,为安全的药用辅料。

基于羟丙基纤维素制备乙醇凝胶推进剂

传统的乙醇胶凝剂甲基纤维素(MC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)必须加入一定比例的水作为溶剂才能形成凝胶。为了制备高性能的乙醇凝胶绿色推进剂,采用羟丙基纤维素(HPC)作为无水胶凝剂,并对其制备的乙醇凝胶推进剂进行剪切测试、屈服应力测试、应变扫描和频率扫描等测试。结果表明,HPMC凝胶需加入质量分数为6%的水作为溶剂,其临界胶凝剂质量分数为10%;HPC凝胶不需要加水,其临界胶凝剂质量分数为8%。当胶凝剂质量分数为8%时,HPMC、HPC凝胶的屈服应力分别在2.5 Pa左右和24.8 Pa,HPC凝胶具有更大的屈服应力;同时HPC比HPMC具有更大的线性黏弹区域,临界应变更大。

纤维素基环氧树脂及其木材胶粘剂粘接性能研究

以碱活化的纤维素为原料,通过与环氧乙烷(EO)发生接枝液化反应,合成了液体纤维素基环氧树脂(PHECEP)。然后以E-51为基体树脂,胺类T31为固化剂,硅微粉、硅烷偶联剂KH-560和PHECEP为改性剂,制备纤维素基环氧树脂胶粘剂,并对其进行力学性能、热性能和耐化学性等测试。研究结果表明:在PHECEP掺入量为20%时,抗冲击强度从2.9 kJ/m^(2)提升到50.9 kJ/m^(2);当PHECEP掺入量为5%时,室温下固化7 d的纤维素基胶粘剂拉伸剪切强度比纯E-51提高了171.1%。掺入PHECEP后,实际拉伸剪切强度高于测试中的强度,并且在小分子溶剂中耐受性更优良。通过PHECEP/E-51材料的力学性能、干湿粘接强度、热稳定性和耐化学性等性能的综合评判,得到相对最优的木材胶粘剂配方为:5%PHECEP(相对于E-51质量而言),1%的KH-560、60%的硅微粉和18%的T31固化剂(分别相对于PHECEP和E-51总质量而言)。

聚乙醇酸与羟丙基甲基纤维素用于远端胰腺切除模型术后缝合的有效性和安全性评估

目的探讨应用聚乙醇酸(polyglycolic acid,PGA)与羟丙基甲基纤维素(hydroxypropyl methylcellulose,HPMC)复合材料在远端胰腺切除术后缝合中的有效性和安全性。方法选用36只健康成年比格犬,将其随机均分为观察组和对照组,每组各18只行远端胰腺切除手术。观察组实验犬使用PGA+HPMC复合材料进行切口加固;对照组实验犬使用NEOVEIL进行切口加固。术前、术后3 d及解剖前,分别对各组实验犬进行血常规检测。设置2周、4周、8周观察周期,每个观察点各6只动物进行心肝脾肺肾组织学检查、硬组织切片病理诊断等评估,并进行安全性评价。结果观察组和对照组实验犬在术前血常规检测比较差异无统计学意义。重复测量方差分析结果显示,不同时间点的白细胞计数(WBC)(F=14.875,P=0.001)、平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)(F=5.049,P=0.009)、中性粒细胞百分比(Neu%)(F=4.794,P=0.011)、红细胞计数(RBC)(F=6.591,P=0.002)、血红蛋白(HGB)(F=8.154,P=0.001)、红细胞比容(HCT)(F=5.281,P=0.007)、血小板计数(PLT)(F=6.560,P=0.014)、红细胞分布宽度变异系数(RDW-CV)(F=33.950,P=0.039)、淋巴细胞百分比(Lym%)(F=3.299,P=0.043)均值存在差异,但观察组和对照组组间无统计学差异,且时间与组别交互作用对其无显著影响,表明两组实验犬均出现了炎症反应或手术应激。两组实验犬在术后8周的硬组织病理切片评分中,观察组和对照组实验犬的炎症与坏死相关评分、纤维化、修复等相关评分和总分方面差异均无统计学意义(P>0.05)。两组实验犬在术后8周的解剖中,均未发现心肝脾肺肾等器官有明显的损伤,也未发现缝合材料残留、胰液渗漏或胰瘘等情况,表明两组缝合材料均已完全被吸收代谢,且切口愈合良好不会对内脏器官造成不良影响。结论PGA与HPMC是一种有效和安全的术后缝合材料,具有良好的生物可降解性、生物相容性、缝合强度和创面愈合质量,可以在远端胰腺切除术后缝合中与传统的可吸收性加固材料相媲美,为其在临床上的应用提供了科学依据。

基于转录组挖掘香菇木质纤维素降解相关基因

对用木屑培养料(木屑组)和PDA培养基(PDA组)培养的香菇(Lentinula edodes)菌丝进行转录组测序分析,对两组样本进行主成分分析和相关性分析,对差异表达基因进行筛选和聚类分析;以PDA组为对照,对木屑组中显著差异表达的基因进行筛选以及GO功能富集、KEGG代谢通路分析;采用定量PCR方法验证9个差异表达基因表达情况。结果表明:培养基质造成的基因表达差异大于菌株,8个样本可分为两组(PDA组和木屑组);与PDA组相比,木屑组有677个基因的表达存在显著差异,其中445个基因(与木质纤维素降解相关的180个)上调,232个基因(与木质纤维素降解相关的38个)下调,表明木屑培养基能够显著诱导木质纤维素降解相关基因表达。GO功能富集分析结果表明,上调表达基因在氧化还原酶活性、水解酶活性、代谢过程、水解酶活性(水解O-糖基化合物)、水解酶活性(作用于糖基键)等代谢过程中显著富集。KEGG代谢通路分析结果表明,上调表达基因在溶酶体、转运蛋白、氨基糖和核苷酸糖代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、肽酶和抑制剂通路中显著富集;下调表达基因在MAPK信号通路-酵母、不饱和脂肪酸生物合成、二噁英降解通路中显著富集。研究结果为揭示香菇培养基质利用的分子机制和选育高效利用基质菌株提供参考。

基于生物基衍生有机溶剂的木质纤维素预处理研究进展

木质纤维素类生物质是地球上最丰富的可再生资源,但纤维素、半纤维素、木质素三组分之间复杂的键合结构限制了其有效的转化利用。有机溶剂预处理是消除这种顽抗性的有效方法,其能有效拆解三组分、提高纤维素酶水解性能,并回收高纯木质素组分。随着对溶剂绿色和可持续性的要求,预处理有机溶剂正逐渐向生物基衍生溶剂方向发展,近期已有多种新型的生物基衍生溶剂预处理的报道。本文系统综述了基于Hansen溶度参数理论和CHEM21绿色溶剂指南的有机溶剂预处理体系设计,分别归类为均相体系、两相体系和多元相转化体系,归纳了生物基衍生预处理有机溶剂应用的研究进展,在此基础上探论了生物基衍生溶剂预处理面临的挑战和应用前景,以期为木质纤维素类生物质的有机溶剂预处理体系的设计和选择提供参考。

海藻酸钠-羟乙基纤维素可降解复合膜制备和性能

为制备性能优异的SA(海藻酸钠)可降解复合膜,以HEC(羟乙基纤维素)为增强组分,采用浇铸法制备一系列不同SA与HEC质量比的可降解复合膜,然后利用Ca^(2+)进行交联处理,并采用土埋法进行降解实验。通过FTIR、SEM、TGA、UV/VIS/NIR等对其组成结构、力学性能等进行测试与表征。结果表明:HEC的加入极大改善了SA膜质脆易皱缩的特点,复合膜的力学性能优异,韧性和透明度良好,耐热和疏水性能也有显著提升。明确了最佳实验条件,当SA与HEC质量比为4∶1时,膜的拉伸断裂强度为64.6 MPa,断裂伸长率为3.62%,水接触角为63.3°,氧气透过量为(2.54±0.056) cm^(3)/(cm^(2)·d·MPa),可见光透过率为33.3%—52.9%,并具有良好的可降解性。因此,以HEC为增强组分制备的SA复合膜具有良好的力学性能和降解性能,可应用于食品包装领域。

功能化纤维素基气凝胶的制备与应用

纤维素是自然界中最丰富的资源之一,以纤维素为原料制备的第三代气凝胶兼有传统气凝胶的高孔隙率和大比表面积以及本身优异性。然而,固有的可燃性、较差的力学性能和较低的热稳定性限制了其使用范围。目前将纤维素气凝胶进行功能化,开发多种功能化的复合气凝胶已成为研究热点。从纤维素气凝胶的制备过程,功能化方法,以及主要应用领域进行了概述,最后对功能化纤维素气凝胶存在的问题进行了讨论。

紫胶树脂-羟丙基甲基纤维素复合膜的热分解动力学试验

紫胶树脂(SHL)-羟丙基甲基纤维素(HPMC)复合膜是基于改善紫胶树脂亲水性、成膜的致密性而利用HPMC的亲水性凝胶骨架所制备的一种复合材料,为探究该复合材料在加热条件下的热分解行为及相关数据,采用热分解动力学研究方法,以氧气为吹扫气,监测复合膜由室温至高温条件范围内的热质量(TG)和差示扫描量热(DSC)曲线,利用相关软件绘制相应的微分热质量(DTG)曲线,分析复合膜热分解过程的特征参数变化;根据TG、DTG曲线,采用Kissinger法、Starink法计算复合膜的热分解活化能,对计算结果进行了线性相关性检验;应用Malek法计算并推断复合膜的热分解数学模型。结果表明:SHL-HPMC复合膜的热分解过程分两步进行,且热分解反应过程中,体系的放热量高于吸热量;由于SLR-HPMC复合膜具有聚合物特性,其热分解反应最大分解速率温度随升温速率的增大而增大;Kissinger法和Starink法的计算结果具有密切的线性相关性,其计算的热分解反应活化能分别为441.310 kJ/mol和349.410 kJ/mol;Malek法计算结果表明:SLR-HPMC复合膜的热分解反应最接近于J-M-A方程,其热分解反应机理为随机成核和随后生长。SLR-HPMC复合膜在10、15、20、25℃/min升温速率时粘流转变的起始、峰值及终止温度平均值分别为57.0、67.8、81.1℃,相应升温速率时的粘流转变热量变化均值为475.9 mJ。

蔗渣纤维素基Zn_(3)In_(2)S_(6)光催化降解2,4-二氯苯酚的研究

文章研究采用蔗渣纤维素和Zn_(3)In_(2)S_(6)为原料,通过化学交联法成功制备了蔗渣纤维素基Zn_(3)In_(2)S_(6)(SBC@ZIS)光催化剂,并利用SBC@ZIS光催化降解2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)。运用FT-IR、紫外可见漫反射、SEM-EDS、XPS和XRD对SBC@ZIS物理特性进行表征,并运用高效液相色谱和TOC分析SBC@ZIS降解2,4-DCP的性能。FT-IR和XRD结果证实了SBC与ZIS的结合未显著改变ZIS的结构。通过SEM-EDS表征发现,SBC载体上具有O、C、Zn、In和S元素,在XPS表征中,SBC@ZIS表现出与ZIS同样的衍射峰,两者表征均证明了ZIS很好地负载在SBC上。紫外可见漫反射表明ZIS固定于SBC后,其光吸收范围发生了红移,即从524 nm红移至600 nm,表明SBC@ZIS有利于提高ZIS在可见光下的吸收范围。通过单因素实验可知,在最优条件下,SBC@ZIS对2,4-DCP(50 mg/L)的降解率可达87%,相较于单独ZIS光催化提高了10个百分点。并且总有机碳的去除率达到了71%,相较于ZIS提高了17个百分点。将Zn_(3)In_(2)S_(6)负载于蔗渣纤维素上,有利于提高回收利用性和光催化性能,为2,4-DCP的高效降解提供一种新的思路。

纤维素基汞离子传感器的研究进展

总结了不同形态的纤维素基材料在汞离子传感器方面的研究进展,深入分析了其在比色、荧光和电化学传感等各类传感技术中的重要作用,并探讨了纤维素基材料在汞离子检测中面临的挑战及未来的发展前景。

纤维素醚基传感器的研究进展

随着柔性可穿戴设备的快速发展,传统的半导体、陶瓷等材料难以广泛地单独应用于柔性传感器领域。天然纤维素来源广泛,是一种良好的柔性材料,但存在不能熔融、难溶于常规溶剂、理化性能差等问题,而纤维素醚能有效改善天然纤维素的上述问题,因此在传感、储能、产能和柔性器件等领域作为绿色基材得到了初步开发。基于纤维素醚基材料在便携化、多功能化、生物相容性等方面的良好性能,及其应用于柔性传感领域的巨大潜力,本文综述了纤维素醚的制备及纤维素醚基材料在应力应变传感、温/湿度检测、气体传感、离子检测等领域的最新研究进展,分析了纤维素醚基传感器应用前景和未来发展面临的挑战。

羟乙基纤维素对4μm高抗拉电解铜箔组织及性能的影响

随着新能源行业的迅速发展,对锂离子电池及其动力电池的需求日益加剧,而电解铜箔作为锂离子电池的负极集流体如果抗拉强度不够容易引起电池龟裂而降低电池容量。针对厚度为4μm的超薄锂电铜箔,探究了不同质量浓度羟乙基纤维素(HEC)对4μm极薄电解铜箔的结构及其各项性能的影响。XRD结果表明,随着HEC质量浓度增大,Cu(111)晶面择优系数逐渐降低,Cu(220)晶面择优系数逐渐增大,表现出Cu(220)晶面择优取向生长;各项性能结果表明,当HEC质量浓度为9 mg/L时,可以获得抗拉强度567.89 MPa、伸长率3.63%、粗糙度1.26μm,光泽度121 GU的4μm极薄高抗拉铜箔,为极薄高抗铜箔提供了研究方向。

纤维素基气凝胶及其在水处理中的应用研究进展

纤维素基气凝胶具有孔隙率高、比表面积大和天然可再生的优势,在增强力学强度、改善疏水性以及提高生物抗菌性和耐热性等方面具有良好的效果。本文介绍了纤维素基气凝胶的制备及改性方法,综述了其在水处理中作为吸附材料对重金属离子、油类、染料及其他物质的吸附性能,以及作为光催化降解材料基体的应用研究进展,指出了纤维素基气凝胶未来的研究方向。

羟乙基纤维素对不同厚度电解铜箔性能的影响

[目的]研究镀液中羟乙基纤维素(HEC)质量浓度对不同厚度电解铜箔性能的影响。[方法]通过电镀制备了厚度分别为12、18和35μm的电解铜箔。研究了镀液中HEC质量浓度对不同厚度铜箔光泽度、粗糙度、组织结构及力学性能的影响。[结果]HEC质量浓度对35μm铜箔性能和组织结构的影响最大,对12μm铜箔的影响最小。电镀制备12、18和35μm铜箔时,宜将镀液的HEC质量浓度分别控制在5~10 mg/L、5~15 mg/L和5~10 mg/L范围内,以获得力学性能合格的铜箔。[结论]合理控制镀液添加剂浓度有利于获得力学性能优良的电解铜箔。

细菌纤维素基水凝胶的制备及传感器应用进展

概述了细菌纤维素和水凝胶两种材料的优势,综述了功能性细菌纤维素水凝胶的制备及其功能化方法,介绍了原位合成法、异位合成法中的浸渍法、溶解再生法的原理、优缺点及相关研究进展。基于细菌纤维素水凝胶具有优异的机械性能、生物相容性、可降解性和可修饰性等诸多特性,总结了细菌纤维素基水凝胶在传感器领域的最新进展,包括应变传感器、pH传感器和热传感器、电响应传感器、湿度传感器。最后对细菌纤维素基水凝胶的发展前景进行了展望。

胍基乙酸和酿酒酵母菌与纤维素酶复合物对肉羊生长性能、消化代谢、屠宰性能及肉品质的影响

本试验旨在研究饲粮中添加胍基乙酸(GAA)和酿酒酵母菌与纤维素酶复合物(SCC)对肉羊生长性能、消化代谢、屠宰性能、肉品质及经济效益的影响。采用3×2完全随机试验设计,设3个GAA添加水平(0、0.03%、0.06%,基于饲粮干物质重量)和2个SCC添加水平(0、0.01%,基于饲粮干物质重量)。选取断奶、去势的体重在(25.62±2.01)kg的特克塞尔羊与杜泊羊杂交公羊72只,随机分成6组,每组3个重复,每个重复4只羊。预试期7 d,正试期60 d。结果显示:1)与未添加GAA和SCC相比,饲粮添加0.06%GAA或者0.01%SCC显著提高平均日增重(P<0.05),显著降低料重比(P<0.05);GAA和SCC的互作对平均日增重和料重比有显著影响(P<0.05)。2)与未添加GAA和SCC相比,饲粮添加0.06%GAA显著提高氮表观消化率和氮沉积率(P<0.05),显著降低粪氮(P<0.05);饲粮添加0.01%SCC显著提高氮、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维表观消化率和氮沉积率(P<0.05),显著降低粪氮(P<0.05);GAA和SCC的互作对氮表观消化率、氮沉积率及粪氮有显著影响(P<0.05)。3)与未添加GAA和SCC相比,饲粮添加0.06%GAA显著提高胴体重和眼肌面积(P<0.05);饲粮添加0.01%SCC显著提高胴体重(P<0.05);GAA和SCC的互作对胴体重和眼肌面积均有显著影响(P<0.05)。4)与未添加GAA和SCC相比,饲粮添加0.06%GAA或者0.01%SCC显著提高脾脏指数(P<0.05);GAA和SCC的互作对各器官指数均无显著影响(P>0.05)。5)与未添加GAA和SCC相比,饲粮添加0.06%GAA显著提高背最长肌pH_(2)4 h、45 min亮度(L 45 min)值、24 h亮度(L 24 h)值(P<0.05),显著降低滴水损失(P<0.05);饲粮添加0.01%SCC显著提高背最长肌L 45 min值和L 24 h值(P<0.05);GAA和SCC的互作对背最长肌pH_(2)4 h、L 45 min值、L 24 h值和滴水损失有显著影响(P<0.05)。6)与未添加GAA和SCC相比,饲粮添加0.06%GAA或者0.01%SCC显著提高肌肉粗蛋白质含量(P<0.05);GAA和SCC的互作对肌肉粗蛋白质含量有显著影响(P<0.05)。7)饲粮添加0.06%GAA或者0.01%SCC及GAA和SCC的互作对添加剂成本、药成本和纯收入均有显著影响(P<0.05),以同时添加0.06%GAA和0.01%SCC时纯收入最高。综上所述,在本试验条件下,综合各方面性能考虑,饲粮中同时添加0.06%GAA和0.01%SCC能更有效提高肉羊的生长性能和屠宰性能,促进其生长发育,提高氮表观消化率,提高脾脏指数,改善肌肉品质,提高经济效益。