细菌纤维素膜的制备及性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

纤维素是一种超分子结构的直链多糖，广泛存在于植物细胞壁、部分海洋生物外膜以及一些细菌体内。其中细菌纤维素作为一种天然可降解的环保材料，具有高强度、高透明度的特点。经改性之后，纤维素长链断裂分解成直径更加小的纤维素链，成为纳米级微纤维素。由纳米级微纤维素构成的纤维素膜具有更强的结构和力学性能，应用非常广泛。细菌纤维素与天然纤维素化学组成非常相似，都是由葡萄糖以β-1,4-糖苷链连接而成的高分子化合物，但细菌纤维素具有许多不同于植物纤维素的物理、化学和机械性能。如：细菌纤维素具有独特的超细网状纤维结构；质地极纯（100%），不含木质素和其他的细胞壁成分；吸水性强、结晶度高、聚合度高、高湿强度；较高的生物适应性和良好的生物可降解性；生物合成时性能的可调控性等。正是这些优良的特性，预示了其广阔的商业用途，如扬声器的震动膜、伤口护理敷料、人造皮肤等。目前国内对细菌纤维素的介绍多见于其合成机制、理化特性和商业应用等方面。

近年来显示屏的发展高速迅猛，更新换代极快，人们已经不满足目前的这种超薄平面显示屏，一种更加超薄、光学性能更好、强度更高的可扭曲的显示屏必将成为趋势。利用改性后的微纤维素膜与树脂复合制成的薄膜在物理性能上可满足要求，且原料廉价、环保，在经济上更为可行。

2. 国内外研究现状分析

自然界中一些种类的细菌也能生产纤维素。细菌生产的纤维素称为细菌纤维素，也称微生物纤维素。其已成为国内外生物材料的研究热点之一。

细菌纤维素自 1886 年brown 发现以来一直没有得到很好的认识与利用，当时固然是由于实验条件和对其特性的认识不够。但目前主要是其产量低、价格比较昂贵制约了它的广泛应用，因此有很多研究集中在细菌纤维素的大规模的生产上。国内外研究人员在选育产纤维素优良菌株、优化培养条件、选择合适的发酵工艺的同时也在不断地寻找廉价合适的原料降低生产成本而又能提高纤维素产量的方法。

日本在这方面的研究较多，如：shimizu 等在木醋杆菌的发酵中用西瓜皮和其他瓜皮的汁与洋葱和胡萝卜的提取液做培养基，得到用瓜皮汁做培养基比用广泛应用的标准的hestrin-schram 培养基具有更高的细菌纤维素产量的结论。如再加入酵母浸出液和蛋白胨还能提高纤维素产量。

3. 研究的基本内容与计划

本文采用资源丰富的细菌纤维素为原材料，用1%浓度的naoh溶液进行溶解细菌纤维素膜，然后利用再生薄膜的制备工艺得到细菌纤维素再生膜。再利用扫描电镜以及傅立叶红外等仪器对膜的微观结构及其相关性能进行了测定分析，以制备出一种具有良好性能的可生物降解的薄膜，同时为细菌纤维素薄膜的进一步开发和利用提供理论基础。即以下安排：

12.251.7阅读大量相关文献，准备原料醋酸杆菌细菌纤维素以待实验

2.244.1利用naoh溶解bc而后进行搅拌研磨高压均质抽滤一系列实验操作，研究再生膜.同时，利用对比试验，改变相应工艺得到不同的再生膜，比较其性能，从而确定最佳方案

4. 研究创新点

此次对于细菌纤维素再生膜的制备主要采用了简洁的机械方法：仅用NAOH溶液进行浸泡至一段时间，将细菌纤维素膜洗至中性后进行手动搅拌而后进行研磨处理,高压均质处理，最后进行抽滤。为了使其透明度更好可在均质后进行离心处理。少了许多对于化学物质的处理，对细菌纤维素膜内结构最小程度的破坏，以便保持其优良性能。同时也利用KOH溶液进行对比实验，获得再生膜进行性能研究从而确定最佳方案及得到性能最好的细菌纤维素再生膜。