[发明专利]一种提高生物纤维素产品透光性的方法

说明书

技术领域  

本发明涉及生物材料技术领域，涉及一种在光电领域具有良好应用前景的生物材料，特别是涉及一种提高生物纤维素产品透光性的方法。

背景技术

生物纤维素（biocellulose），又称为细菌纤维素（bacterial cellulose），其是指在一定条件下，由醋酸菌属等的某些微生物代谢生成的纤维素产品。生物纤维素与植物相位素相比，不含有木质素、果胶和半纤维素等伴生产物，具有更高的结晶度和更高的聚合度；其还具有超精细的空间网状结构，因此其弹性模量比一般植物纤维素高出数倍，并具有更高的抗张强度。此外，生物纤维素还具有良好的持水性能和较高的生物相容性、适应性和生物可降解性。因此在多个领域具有广泛的应用。生物纤维素的制备方法可以采用静态培养和动态培养，其都是本领域早已熟知的。目前广泛采用的是使用浅盘的静态发酵培养法。生物纤维素最早是在食品工业中应用，其本身就是良好的膳食纤维补充剂，其水凝胶产品由于具有爽脆的口感，而可以直接作为罐头食品或饮料、乳制品中的“果粒”使用，其干粉也常用作食品成型剂、增稠剂、分散剂等使用。近年来，其作为医用材料的用途也不断发展，其可以创伤敷料，人造皮肤材料、人造血管材料等。由于其良好的机械性能及多孔性，其在光电领域的应用的潜力也倍受人们关注，但是由于生物纤维素是乳白色的半透明状的产品，其透光性不足，其大大制约了其在光电领域的应用范围。

发明内容

针对上述问题，本发明希望提供一种能够提高生物纤维素产品透光性的方法，其是将透明热固性树脂填充入生物纤维素的空间网状结构中。

上述方法中，所述的透明热固性树脂为透明热固性环氧树脂或透明热固性丙烯酸树脂。

上述方法中，透明热固性树脂的充入量并非越多越好，填充入过多的透明热固性树脂尽管能够更大程度提高透光性能，但是提高幅度不大，同时还会显著影响生物纤维素的机械性能。因此透明热固性树脂的充入量优选为生物纤维素重量的40-78%，优选55%。

上述方法中，在将透明热固性树脂填充入生物纤维素的空间网状结构中之前，生物纤维素经过如下的预处理：收获生物纤维素水凝胶后，将其置于2-5%的NaOH溶液中，煮沸，保持2-3小时，冷却后取出用水反复洗涤后，再用水浸泡12-48小时；最后将生物纤维素水凝胶干燥脱水。

其中所述的干燥脱水优选使用不破坏生物纤维素空间网状结构的干燥方法，如低温干燥，真空冷冻干燥，特别优选使用真空冷冻干燥。为了提高干燥效率，在干燥之前还可以通过挤压的方式去除部分水分。

上述方法中，将透明热固性树脂填充入生物纤维素的空间网状结构的具体步骤为：将预处理过的、干燥的生物纤维素在透明热固性树脂中浸泡24-48小时。浸泡完成后将生物纤维素表面所附着的透明热固性树脂清洗干净。

上述方法中，预处理过的、干燥的生物纤维素在透明热固性树脂中的浸泡是在真空条件下进行。浸泡的时间及真空度可按照透明热固性树脂的充入量进行适当调整。

上述方法中，在将透明热固性树脂填充入生物纤维素的空间网状结构中之后，还有使透明热固性树脂固化的步骤。

上述方法中，使透明热固性树脂固化是在60-120℃下加热固化。

上述方法中，生物纤维素水凝胶优选切割成薄膜形状的。

我们通过研究发现，生物纤维素产品之所以透光性能不佳，主要是由于其空间网状过于精细所导致的，大量的纤维重叠在一起导致其透光性能降低。针对这一点，本发明将透明热固性树脂填充入生物纤维素的空间网状结构中能够扩大生物纤维素产品中纤维素之间的空间，提高透光性能。特别是使用真空冷冻干燥法干燥生物纤维素凝胶后，再填充透明热固性树脂，能够起到更好的技术效果。同时由于生物纤维素的空间网状结构并没有被破坏，其仍然具有良好的机械性能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和对比实验来对本发明作进一步的说明，但是下文中的具体实施方法不应当被理解为对本发明的限制。本领域普通技术人员能够在本发明基础上显而易见地作出的各种改变和变化，应该均在本发明的范围之内。

实施例1：