硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ
学校代码：１０２５５学号：２１１０４４５
细菌纤维素基复合水凝胶的制备及其性能研究ＰＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡＮＤＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮＯＦＢＡＣＴＥＲＩＡＬＣＥＬＬＩＪＬｏＳＥＮＡＮｏＣＯＭＰｏＳＩＴＥＨＹＤＲｏＧＥＬ
学科专业生物化工作者杜倩雯指导教师洪枫研究员答辩日期２０１４年５月２７日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：旮１奄电日期：功ｆ￥年Ｆ月｛秒日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在——年解密后适用本版权书。本学位论文属于，不保密Ⅵ
学位论文作者签名：耷ｉ亳岔日期：ｈｌ仁年，月’ｏ日指导教师签名：广噬缸＆
日期：加ｆ移年ｒ月Ｊｏ日细菌纤维素基复合水凝胶的制备及其性能研究摘要细菌纤维素（ＢａｃｔｅｒｉａｌＣｅｌｌｕｌｏｓｅ）具有纳米级超细网状结构，比植物纤维素有更多优良特性，如高纯度、高结晶度、比表面积大、良好的亲水性以及生物相容性，并易于在环境中降解，是一种很有前景的纳米生物医用材料。近年来，为改善细菌纤维素性能，拓展其应用，细菌纤维素复合材料已成为国际生物医用材料研究的热点之一。由于细菌纤维素的力学性能不能满足于某些领域的应用，因此本文主要目的是利用细菌纤维素为基体，在保留其较好的纳米三维网络结构的基础上，通过反复冷冻一溶融法制备了细菌纤维素／聚乙烯醇（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ，ＰＶＡ）（ＢＣ／ＰＶＡ）和细菌纤维素／聚乙烯醇／聚乙二醇（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ，ＰＥＧ）（ＢＣ／ＰＶＡ／ＰＥＧ）复合水凝胶。并采用扫描电镜，红外光谱，ｘ一射线衍射，拉伸性能测试和热学性能测试等手段对水凝胶的结构和性能进行表征。研究发现复合水凝胶中ＢＣ三维网络保持完整，ＰＶＡ通过氢键作用包覆在ＢＣ纤维上，ＰＥＧ起到促进ＰＶＡ氢键生成的作用，三者之间以氢键良好地结合。拉伸力学性能测试结果表明，随着ＰＥＧ的加入，水凝胶的力学性能得到显著增强。相对‘－ＦＢＣ／ＰＶＡ，ＢＣ／ＰＶＡ／ＰＥＧ复合水凝胶的热稳定性由于ＰＥＧ的添加得到明显提高。关键词：细菌纤维素；聚乙烯醇；聚乙二醇；复合水凝胶，增强ＰＲＯＤＵＣＴＩｏＮＡＮＤＣＨＡＲＡＣＴＥＲＩＺＡＴＩＯＮＯＦＢＡＣＴＥＲＩＡＬＣＥＬＬＵＬＯＳＥＮＡＮＯＣＯＭＰＯＳＩＴＥＨＹＤＲＯＧＥＬ
ＡｂｓｔｒａｃｔＢａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ（ＢＣ）ｈａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｓａｎａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｔｏｐｌａｎｔｃｅｌｌｕｌｏｓｅｉｎｒｅｃｅｎｔ
ｙｅａｒｓ．
Ｄｕｅｔｏｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｎａｎｏ－ｓｉｚｅｄｆｉｂｒｉｌｎｅｔｗｏｒｋｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｈｉｇｈｗａｔｅｒ－ｈｏｌｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ，ｈｉｇｈ
ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ，ｈｉｇｈｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｇｏｏｄｂｉｏｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ＢＣｉｓｂｅｉｎｇｕｓｅｄａｓａｐｒｏｍｉｓｉｎｇ
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ｃａｒｔｉｌａｇｅ，ｗｏｕｎｄｄｒｅｓｓｉｎｇ，ｄｅｎｔａｌｉｍｐｌａｎｔｓ，ｎｅｒｖｅｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄｖａｓｃｕｌａｒｇｒａｆｔｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｕｒｅＢＣａｒｅｓｔｉｌｌｔＯＯｗｅａｋｆｏｒｔｈｏｓｅｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｉｎ
ｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔＢＣ／ＰＶＡ／ＰＥＧｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗｅｒｅｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｕｓｉｎｇｓｉｍｐｌｅ
ｆｒｅｅｚｅ－ｔｈａｗｃｙｃｌｅｓａｎｄｗｅｒｅｅｖａｌｕａｔｅｄｗｉｔｈｒｅｓｐｅｃｔｔｏｔｈｅｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＢＣ／ＰＶＡ／ＰＥＧｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｉｔｙ，ｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙ
ｂｙｕｓｉｎｇｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ，ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，Ｘ—ｒａｙｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，ｔｅｎｓｉｌｅｔｅｓｔａｎｄｔｈｅｒｍａｌａｎａｌｙｓｉｓ．Ａｓｅｘｐｅｃｔｅｄ，ＳＥＭｉｍａｇｅｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔＰＶＡｃｏｖｅｒｅｄｗｅｌｌｏｎｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌＢＣｆｉｂｅｒｓｆｏｒｍｉｎｇａｎｉｎｔｅｒｐｅｎｅｔｒａｔｅｄｎｅｔｗｏｒｋ，ｗｈｉｃｈｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈＰＥＧｂｙｈｙｄｒｏｇｅｎ
ｂｏｎｄ．Ｔｈｅ
ａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＰＥＧｒｅｓｕｌｔｅｄｉｎａｎａｐｐａｒｅｎｔｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＰＶＡ，ｗｈｉｃｈ
ｈａｓｂｅｅｎ
ｖａｌｉｄａｔｅｄｂｙＸＲＤｒｅｓｕｌｔｓ．ＴｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｄｄｔｉｏｎｏｆＰＥＧｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ
ｉｍｐｒｏｖｅｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｙｄｒｏｇｅｌｓ．ＣｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅＢＣ／ＰＶＡ，ｔｈｅ
ｔｈｅｒｍａｌｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＢＣ／ＰＶＡ／ＰＥＧｈｙｄｒｏｇｅｌｓｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｗｉｔｈｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＰＥＧ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂａｃｔｅｒｉａｌｃｅｌｌｕｌｏｓｅ，Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ，Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅｇｌｙｃｏｌ，Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｈｙｄｒｏｇｅｌ，Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ目录第一章绪论………………………………………………………………………………………１１．１前言………………………………………………………………………………………………………………．１１．２细菌纤维素的概况………………………………………………………………………１１．２．１细菌纤维素的生物合成…………………………………………………………２１．２．２细菌纤维素的结构和特性………………………………………………………３１．３细菌纤维素商业应用……………………………………………………………………４１．３．１细菌纤维素在医用敷料中的应用………………………………………………４１．３．２细菌纤维素在组织工程中的应用………………………………………………５１．３－３细菌纤维素在人造血管中的应用………………………………………………６１．３．４细菌纤维素在食品工业中的应用………………………………………………７１．３．５细菌纤维素在造纸工业中的应用………………………………………………７１－３．６细菌纤维素在其他领域的应用…………………………………………………７１．４细菌纤维素复合材料……………………………………………………………………８１．４．１细菌纤维素用于制各无机纳米复合材料………………………………………８１．４．２细菌纤维素用于制备高分子复合材料…………………………………………９１．５课题的立题背景和主要研究内容……………………………………………………．１０第二章木醋杆菌株型对细菌纤维素合成及性能的影响……………………………………．．１１
２．１实验试剂与仪器………………………………………………………………………．１１２．１．１菌种来源…………………………………………………………………………１１２．１．２实验试剂………………………………………………………………………．．１１２．１．３实验器材………………………………………………………………………．．１２２．１．４基本培养基……………………………………………………………………．．１３２．２实验方法………………………………………………………………………………．】３２．２．１木醋杆菌种子复壮……………………………………………………………一１３２．２．２细菌纤维素膜的制备…………………………………………………………一１３２．２．３细菌纤维素膜的后处理………………………………………………………一１３２．２．４碳源类型对细菌纤维素产量的影响…………………………………………～１４２－２．５种龄对细菌纤维素产量的影响………………………………………………．．１４２．２．６接种量对细菌纤维素产蕈的影响……………………………………………．．１４２．２．７发酵起始ｐＨ对细菌纤维素产量的影响………………………………………１４２．２．８ｉｌｉ交冈素表格设计……………………………………………………………一１４２．２．９发酵天数对细菌纤维素合成的影响…………………………………………一１５２．２．１０细卤纤维素膜的表征…………………………………………………………１６２．３结果与讨论……………………………………………………………………………．１７