一种高强度细菌纤维素复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高强度细菌纤维素复合材料及其制备方法，其特征是采用原位培养的方法，在细菌纤维素培养过程中引入拉伸装置，使其原位生长时实现纤维素的定向排列；具体为向木醋杆菌生物培养液中添加可溶性聚合物，并于培养容器中放置可控伸缩的硅胶管，在细菌纤维素生物合成时向硅胶管中通氧气，调节硅胶管拉伸速度，生物合成的细菌纤维素水凝胶附着在硅胶管上沿拉伸方向形成高取向结构，同时培养液中的聚合物分子填充在细菌纤维素三维网状结构中，通过氢键相互作用力与细菌纤维素分子链连接，进一步提高了细菌纤维素复合材料的机械强度；制得的高强度细菌纤维素复合材料拉伸杨氏模量为3.0~8.0MPa，拉伸断裂应力为3.0~7.5MPa，拉伸断裂伸长率为10~40%。高强度细菌纤维素复合水凝胶属于高附加值生物材料，经机械和化学手段复合改性，其力学性能优于传统水凝胶，具有广阔的市场发展潜力。具有广阔的市场发展潜力。具有广阔的市场发展潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度细菌纤维素复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及生物材料的制备
，特别是涉及一种高强度细菌纤维素复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]细菌纤维素是由木醋杆菌等微生物发酵合成的多孔性网状纳米级生物高分子聚合物，属于新型生物基纳米材料，同时也可将其看作是一种天然水凝胶。与植物纤维素不同，细菌纤维素并非细胞壁的结构成分，而是细菌分泌到胞外的产物，呈独立的丝状纤维形态，且不掺杂木质素、半纤维素等植物纤维素杂质。细菌纤维素直径为20～100nm，比植物纤维素（10μm）小2～3个数量级，故具有许多独特的理化性质和机械性能，包括超精细（纳米级）、高纯度、高结晶度 、高抗张强度和形状维持能力、极强的持水能力、较高的生物相容性等，在医疗卫生、食品科学、生物工程、功能材料领域均取得了一系列研究成果，具有良好的应用前景。
[0003]细菌纤维素水凝胶通常由木醋杆菌分泌而得，其形状和理化性质受培养条件的影响较大，且较弱的机械强度限制其在各领域的发展应用。究其原因，主要包括两方面，其一，细菌纤维素水凝胶内部纤维杂乱无序，结构网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度细菌纤维素复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的高强度细菌纤维素复合材料的拉伸杨氏模量为3.0~8.0MPa，拉伸断裂应力为3.0~7.5MPa，拉伸断裂伸长率为10~40%，厚度为3~15mm。2.如权利要求1所述的一种高强度细菌纤维素复合材料及其制备方法，其特征在于，所述的高强度细菌纤维素复合材料的制备方法，具体步骤如下：（1）培养液的制备将葡萄糖、酵母膏、蛋白胨、柠檬酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钠溶于去离子水中，使用0.5~1.5 mol/L盐酸调节pH 为3~6，于100~125℃进行10~30min高温灭菌，得到培养液；（2）菌种液的制备将木醋杆菌菌种接种至培养液中，摇床转速130~180rpm/min，培养温度28~35℃，培养时间18~36 h，得到菌种液；（3）定向排列生长发酵液的制备将聚乙二醇、聚丙二醇、海藻酸钠、聚丙烯酸溶于培养液中，使用0.5~1.5 mol/L盐酸调节pH 为3~6，于100~125℃进行10~30min高温灭菌，得到定向排列生长发酵液；（4）高强度细菌纤维素复合材料的制备将菌种液与定向排列生长发酵液混合均匀，置于装有硅胶管及其控制拉伸装置的培养容器中，28~35℃静置培养，经清洗纯化即可得到高强度细菌纤维素复合材料。3.如权利要求2所述的一种高强度细菌纤维素复合材...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨惠，王辉忠，胡向华，朱敏，侯芳，江振林，蒋文静，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：