[发明专利]一种细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料及其制备技术领域，特别涉及一种细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料的制备方法。

背景技术

细菌纤维素是由葡萄糖以β-1,4-糖苷链连接而成的高分子化合物，其作为一种优良的生物材料，具有其独特的物理、化学性能：细菌纤维素具有天然的三维纳米网络结构；高抗张强度和弹性模量；高亲水性，良好的透气、吸水、透水性能，非凡的持水性和高湿强度；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。因此，细菌纤维素具有广阔的商业用途，如扬声器的振动膜、伤口护理敷料、人造皮肤、人造血管等。

在实际使用过程中为了进一步提高细菌纤维素的性能，往往与其他材料复合得到细菌纤维素复合材料。目前常用的细菌纤维素复合材料制备方法有两种：一种是将细菌纤维素溶解于离子液体或其他溶剂中制成溶液，与另一种或多种聚合物溶液混合，经过纺丝等加工方法制备细菌纤维素复合材料（如中国专利CN101613893B）。一种是采用浸渍方法在细菌纤维素中加入聚合物溶液或聚合物单体引发聚合，制备细菌纤维素复合材料（如中国专利CN102250378A、中国专利CN101274107A）。这些方法可以制得细菌纤维素复合材料，但在制备过程中往往会破坏细菌纤维素本身的三维纳米网络结构，同时很难制备出具有超细纤维的复合物。

因此，为了得的超细纤维复合材料同时保持细菌纤维素原有的三维纳米网络结构，本专利采用静电纺丝法，将静电纺丝中常用的干喷湿法与干法静电纺丝技术相结合，制备出细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料。细菌纤维素可以由多种细菌在适当的培养条件下在培养基中合成，如醋酸菌属（Acetobacter）、土壤杆菌属（Agrobacterium）、根瘤菌属（Rhizobium）和八叠球菌属（Sarcina）等等。其常用的发酵培养方法为浅盘静置培养，经发酵4-8天后，即可在培养基表层形成一层膜状纤维素物质，在本申请中将之称为细菌纤维素膜片，其含水量可达95%以上，可通过机械压缩的方法将其中的水压出。膜片的大小和厚度均可通过调节培养时间来调节。

发明内容

本发明的目的是提供一种细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料的制备方法。本发明制备过程简单易行、操作方便、成本低；可制备多种细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料材料，拓展了细菌纤维素复合材料的应用领域，具有十分广阔的工业化应用前景。

一种细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料的制备方法，包括，将聚合物溶解于有机溶剂中，制备质量百分数为0.1-40%的均匀聚合物纺丝溶液，采用静电纺丝法将聚合物溶液从喷丝头射出，射出的聚合物溶液细流喷射到含有无水乙醇和/或水的细菌纤维素膜片上，经后处理，得到细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料。

作为优选的技术方案： 

其中，如上所述的一种细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料的制备方法，所述的菌纤维素是由木醋杆菌、根瘤菌属、八叠球菌属、假单胞菌属、无色杆菌属、产碱菌属、气杆菌属或固氮菌属中的一种或几种产出的、经过分离提纯除去菌体蛋白和粘附在纤维素膜上的残余培养基之后得到的细菌纤维素。分离提纯方法很多，如：可将细菌纤维素浸泡在质量百分含量为1～8%的NaOH水溶液中，在60～100℃的温度下加热3～6h。再用二次蒸馏水反复冲洗至中性。

如上所述的一种细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料的制备方法，所述的聚合物为可纺高聚物：壳聚糖、聚乙交酯、聚乳酸、聚乳酸乙醇酸共聚物、聚对二氧环己酮，聚己内酯和/或明胶。

如上所述的一种细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料的制备方法，所述的有机溶剂为醋酸水溶液、六氟异丙醇、三氯甲烷、二氯甲烷、丙酮和/或三氟乙醇。在制备聚合物纺丝溶液时，可选用一种或两种上述溶剂作为混合溶剂，在机械搅拌作用下使聚合物溶解。一般溶解温度为室温，也可适当升温加热以加快聚合物溶解速率。

如上所述的一种细菌纤维素复合聚合物超细纤维材料的制备方法，所述的静电纺丝法，静电纺丝过程主要由注射推进装置、静电发生器和细菌纤维素接收装置组成。把装有聚合物溶液的注射器安装到微量推进装置上，注射器前端装有内径为0.1-1.0毫米的针头，针头与静电发生器的正极相连。设置静电纺丝电压为1-300kV，喷丝针头与细菌纤维素膜片之间的距离为5.0-30cm。