[發明專利]生成干燥的纖維素和含纖維素的材料的方法以及根據該方法制備的再次膨脹的纖維素產品

在審

• 申請號: 201280052852.4
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN104053674A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 達格瑪·菲舍爾;阿斯特麗德·莫勒;納迪娜·赫斯勒
• 申請（專利權）人: 耶拿細胞有限公司
• 主分類號: C08B15/02
• 分類號: C08B15/02;C08L1/02
• 代理公司: 北京金信立方知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 朱梅;嚴彩霞

技術領域

本發明涉及一種生成干燥的纖維素和含纖維素的材料，特別是納米纖維素的方法。另外，本發明包括纖維素產品，所述纖維素產品能夠根據需要再次膨脹并且是根據所述方法制備的。

背景技術

這種纖維素產品例如用于醫療(如：植入材料、創傷敷料、皮膚替代品)、制藥(例如藥物載體系統)和應用的技術領域(例如過濾和膜系統)。

通常認為，在這些應用領域中使用不同的纖維素和含纖維素的材料(如納米纖維素)，其中，它們可為植物和細菌源。在這些情況下，大多數情況以干燥的形式使用所述纖維素產品，對于它們的應用，這要求足夠的再次膨脹性。對于這些應用，普遍認為通過干燥會負面影響不同纖維素產品的再次膨脹性能。特別是需要面對因干燥過程導致的脫水引起的結構改變。

因此，R.Weingand(GB316,580A)已經在1928年描述了用糖溶液處理再生的纖維素以獲得干燥后的預定形式。如此處理之后的纖維素材料允許反向膨脹。由于這種方法暗示了保藏形式以及材料沒有收縮，在完全坍塌和收縮的情況下，沒有實現完全的再次膨脹。特別是，在因干燥引起的結構坍塌的情況下，用這種處理方法不能完全再次構成纖維素結構。另外，Weingand提到了纖維素的預干燥步驟，有時候需要預干燥來避免糖溶液的稀釋。而且，由于再生纖維素因纖維素II型(天然纖維素I型)而具有其他性質(如膨脹行為)，因此在天然纖維素的情況下無法使用這種方法。

比較而言，幾個工作組已經研究了單獨纖維素纖維的膨脹性質的提高和改變。因此，在1936年，Dreyfus等(GB453,302A)發現，通過添加鹽(例如磷酸、乙酸和/或檸檬酸的鈉鹽或鉀鹽)或糖(例如葡萄糖或果糖)，能夠改變纖維素酯在水溶液中的膨脹性，從而能夠提高隨后與不同氨基試劑的酯化反應。但是，上述對膨脹性的效果僅涉及化學改性纖維素酯(其用于進一步的衍生)的改變。

專利文獻GB409,916A公開了纖維混合物或者基于纖維素衍生物(特別是醋酸纖維素)的不同紗線在熱的水溶液中膨脹的情況下形成聚集體。在使用鹽(例如磷酸鈉或磷酸鉀和/或氯化鈉或氯化鉀)和滲透有效的物質時，將會避免形成聚集體并且會提供均勻的明亮外觀。但是，使用者發現，在這種情況下，糖的使用對纖維素衍生物的膨脹性能沒有作用。

與此相反，W.Stahl和P.Krais(DE585272A)報道了，通過使用高濃度的糖溶液或20％的氯化鈉溶液作為纖維素衍生物的脫水試劑，促進了纖維素纖維之間的空隙的聚集。

在所有所述提高膨脹性質的方法中，使用的是纖維素衍生物而不是純的天然纖維素材料。另外，在這些研究中，沒有隨后的干燥并且沒有考慮再次膨脹。

在通常的已知纖維素材料中，在近些年來，特別是納米纖維素變得越來越重要。與常規的纖維素相比，由于納米纖維素具有納米尺寸的結構，它們具有全新的性質，例如大的內表面積和非常高的膨脹能力。而且對于這些特殊纖維素的廣泛應用來說，包括細菌合成的納米纖維素(BNC)，干燥和隨后的完全再次膨脹引起了高度的關注。

通過不同的方法干燥BNC和含BNC的材料是公知的，但是，特別是通過空氣干燥或熱壓，會使BNC的結構改變。

BNC在自然潮濕條件下是水凝膠，其在經歷空氣干燥下會經歷結構坍塌，其特征在于，在表面的角質化過程，單個纖維的聚集，孔的數量的降低和發生孔的收縮(C.Clasen,B.Sultanova,T.Wilhelms,P.Heisig,W.-M.Kulicke:Effects?of?Different?Drying?Processes?on?the?Material?Properties?of?Bacterial?Cellulose?Membranes,Macromol.Symp.244,2006,48-58；N.Hessler:Synthese?von?requellbarer?sowie?kurzkettiger?Bakteriencellulose,Institut?fürOrganische?und?Makromolekulare?Chemie,Friedrich-Schiller-Jena,2004)。