细菌纤维素/PVA复合材料的制备及性能研究开题报告

 2021-08-08 22:51:51

1. 研究目的与意义

细菌纤维素(bacterialcellulose,简称bc)是由细菌生物合成的纤维素,结构与植物纤维素相似,具有高化学纯度和高结晶度、高抗张模量、强持水能力、生物相容性以及合成过程可调控等性质,目前已广泛应用于生物医药、包装材料、音响器材等诸多领域。

聚乙烯醇(pva)是一种用途相当广泛的水溶性高分子,通过物理交联或者化学交联方法可以形成pva水凝胶,该凝胶具有良好的生物相容性,同时具有与天然软骨类似的多孔结构和黏弹性,而且含水量及摩擦系数也较低,可以应用于人工软骨修复材料、药物缓释载体、人工角膜等领域。但纯pva水凝胶韧性较大,力学性能稍显不足,且易于溶胀等缺陷抑制了其在生物替代材料和包装材料方面的应用。因此,改善pva的性能成为亟待解决的问题。

bc与pva两种材料复合能有效综合两者的性能优势,应用范围更为广泛的新型功能材料,目前已成为国内外的研究热点之一。bc与pva复合,可制备新型的功能复合材料,改善pva薄膜的特点,用于新型的包装薄膜材料等方面。

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2. 国内外研究现状分析

1化学交联法

qiu等将bc膜浸入不同浓度的pva水溶液制备不同比例的bc/pva复合膜,然后分别用10%的戊二醛-丙酮溶液和10%的戊二醛水溶液进行交联,在戊二醛的作用下,bc与pva之间通过醇醛缩合发生交联。sem观察发现,pva不仅渗入了bc的网络结构,而且充填了bc的纤维多孔。交联后bc/pva复合膜的断裂伸长率、热稳定性温度和杨氏模量相对pva都明显提高。

张洪玉以bc为增强体,pva为基体,酸催化条件下,利用53%甲醛过饱和盐溶液为交联剂制备bc/pva复合膜,红外谱图说明甲醛与bc/pva发生了化学交联。通过对复合膜溶胀性能、红外光谱分析、扫描电镜、热性能以及力学性能的测试分析,研究化学交联对复合膜性能的影响。化学交联作用降低了复合膜的亲水性,提高了复合膜的力学性能及热稳定性能,其中热裂解温度交联前为231.5℃,交联后提高为337.2℃。此外,bc作为增强剂对复合膜杨氏模量有明显提高,bc加入后的bc/pva复合膜较未交联pva模量提高2倍多。yang等用37wt%的福尔马林水溶液对bc/pva进行交联,同样得到了综合机械性能明显改善的复合膜。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

[1]bc膜的制备:bc进行预处理,用研磨机将处理过的bc粉碎制成浆液;利用超声机将浆液进行超声处理;过滤干燥成膜。

[2]pva溶液和pva膜的制备:在热水浴中搅拌,溶解;用流延法制模

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4. 研究创新点

采用浸渍的物理方法,与其他化学方法比较,所制备的复合材料没有化学交联剂的残留

操作比较方便,是一种比较新型的复合方式,得到复合材料

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