不同改性方式对细菌纤维素的结构和性能的影响

【摘要】：细菌纤维素(BC)由于结构简单,被认为是用于研究纤维素的模型化合物的最佳选择。然而同样是因为其结构的单一性,使得细菌纤维素在应用上有局限性。本文工作旨在研究纤维素的改性工作,制备功能化的细菌纤维素。文章先是从简单的细菌纤维素水解入手,探究了酶水解、硫酸水解、微波辅助二次水解、磷酸一次水解得到的细菌纤维素纳米晶,观察不同水解方式对纤维素纳米晶的影响,并且又进一步探究对其稳定乳液的影响。通过红外光谱分析,X射线衍射,激光粒度仪,透射电子显微镜,激光共聚焦显微镜,光学显微镜,扫描电镜进行分析比较,发现不同水解方式得到的细菌纤维素纳米晶的晶型和结构存在一定的差异,从而对纳米晶的物化性质产生一定影响。其中酶水解和硫酸水解得到的纤维素纳米晶是由纤维素I型占主导,而微波辅助二次水解得到的纳米晶是纤维素II型占主导,经表征表明,这种纤维素I型占主导的纳米晶有更好的亲水亲油性,更有利于制备稳定的Pickering乳液。本文的主要工作放在生物改性细菌纤维素上,先是通过在培养基中添加不同分子量的海藻酸钠多糖,代替传统碳源,合成的细菌纤维素经过一系列表征,发现不同分子量的海藻酸钠的确存在于纤维素分子中,添加海藻酸钠后,细菌纤维素的超细三维网络结构是不变的,但整体结构更为松散,孔隙更多,并且经过接触角的测量,可以得到经生物改性的细菌纤维素具有更好的两亲性性质,这对于应用于乳液制备上有着积极的影响,通过乳液的光学显微镜,扫描电镜,TSI表征可以得到证实。在上述工作的基础上,在细菌纤维素的培养基中添加接枝了氨基香豆素的海藻酸钠代替蔗糖进行实验,以获得具有荧光响应的细菌纤维素,通过表征观察,基本可以确定分别得到细菌纤维素膜具有稳定的荧光响应性,并且得到的改性细菌纤维素膜具有相对松散的结构(根据扫描电子显微镜),使得其具有较好的溶胀性和孔隙率,在作为吸附材料的应用上有着不错的应用前景,为之后生物改性细菌纤维素的工作提供了经验支持。