微生物合成細菌纖維素并運用于制備復合材料的初步研究.pdf

1、由木醋桿菌Acetobacter Xylinum發(fā)酵產(chǎn)生的細菌纖維素，具有極其細小的纖維素網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。與植物纖維素相比具有更高純度、結(jié)晶度、楊氏模量、拉伸強度等特點，因此纖維素已經(jīng)被視為一種最具有應(yīng)用前途的資源。本文通過小試實驗、中試發(fā)酵罐實驗對發(fā)酵培養(yǎng)基進行優(yōu)化，提高纖維素產(chǎn)量。同時制備細菌纖維素/聚乳酸復合材料。
　　 第一部分發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化實驗中，詳細討論了發(fā)酵液中的碳源和pH對纖維素產(chǎn)量的影響。經(jīng)過小試實驗獲得發(fā)酵液的最佳

2、培養(yǎng)條件，葡萄糖含量為2.5％，蔗糖含量為2.5％，發(fā)酵液的pH在5.5-6.0之間。同時向這種最佳培養(yǎng)基中添加1％的乙醇能夠有效的提高細菌纖維素的產(chǎn)量。利用最佳培養(yǎng)基進行中試機械攪拌發(fā)酵罐培養(yǎng)獲得纖維素產(chǎn)量為3.3g/L。為了維持發(fā)酵液最佳條件，實驗過程中不斷向發(fā)酵罐中補加葡萄糖，氨水。最終發(fā)酵產(chǎn)率得到提高，達到3.68g/L
　　 為了利用纖維素優(yōu)異的機械強度開發(fā)其在醫(yī)學材料中的用途，本論文的第二部分，通過熱壓成型制備聚乳酸

3、/細菌纖維素復合材料。在膜壓過程中，細菌纖維素膜夾在聚乳酸粉末中，預熱一定時間后加壓。實驗過程中主要使用了兩種纖維素膜，一種是熱干燥，另一種是冷凍干燥膜。實驗結(jié)果顯示加入熱干燥的纖維素膜能夠明顯提高復合材料的機械強度。例如，當纖維素含量增大到20％，復合材料的拉伸強度增大到70.7MPa，相對于純聚乳酸而言增加了30％。而添加冷凍干燥的細菌纖維素膜后，復合材料的機械強度反而比純聚乳酸差。
　　 同時為了進一步提高細菌纖維素與聚乳

4、酸之間的交聯(lián)程度。將熱干燥細菌纖維素膜浸泡在聚乳酸氯仿溶液中，隨后熱壓成膜。與上述結(jié)果相似，當細菌纖維素增大到20％，復合材料的拉伸強度增大到70MPa。
　　 最后為了改善復合材料的斷裂伸長率。甘油、聚乙二醇、乙酰檸檬酸三正丁酯作為增塑劑添加到纖維素/聚乳酸復合材料中，實驗結(jié)果顯示乙酰檸檬酸三正丁酯的增塑效果最好，當乙酰檸檬酸三正丁酯含量達到15％，聚乳酸的斷裂伸長率達到200％。但乙酰檸檬酸三正丁酯加入后復合材料的機械強度明