论文部分内容阅读
细菌纤维素(bacterial cellulose, BC)具有吸水持水性能优良、生物相容性好、结晶度高、抗撕拉能力强、分子取向良好等特性。但其分子量过高、难溶解的缺陷限制了对其合成机制的进一步研究和BC产品的广泛开发应用。因此通过对合成条件及过程进行调控,制备出适当分子量、溶解性能好的细菌纤维素非常有必要。本文在合成体系中添加甘油醛部分替代蔗糖作为碳源,研究甘油醛的添加对产物分子量的影响。以实验室自行筛选的木醋杆菌为菌株,蔗糖为碳源,在发酵椰子水培养体系中采取静态培养的方式原位生物合成细菌纤维素。将所得的BC粉末预活化后溶解于9%的LiCl/DMAc,讨论了加热时间、温度对溶解性能的影响,以及体系能溶解的BC的限度。发现BC粉末加入LiCl/DMAc后,在150℃下搅拌4h至完全溶胀,然后在室温下静置几天后即可得到均一透明的溶液。通过向培养体系中添加不同比例的甘油醛/蔗糖作为碳源,在恒温箱中静态培养3-5天得到一系列细菌纤维素膜。结果发现与未添加甘油醛BC相比,添加甘油醛后获得的BC产物分子量降低,溶解性提高,实现了用甘油醛作为分子量调节剂来降低分子量、改善溶解性的目的。此外,未添加甘油醛所得BC和添加甘油醛所得BC均具有良好的三维网状结构和优良的吸水性能,但后者的持水性能略降低,而且后者三维网状结构的规整性变差。采用FTIR、XRD、TG、电子万能试验机和GPC对产物进行了分析表征。结果表明,与未添加甘油醛所得BC相比,添加甘油醛所得BC的化学结构未改变;随着体系中甘油醛添加量的增大,所合成BC的拉伸强度降低,结晶指数略微降低,产物纤维素1αc型晶体的含量增加;而且,添加甘油醛所得的BC显示出较好的热稳定性,当甘油醛添加量为10g/L时,所得BC的最大失重速率温度比未添加甘油醛所得BC提高了20℃。