[發明專利]一種細菌纖維素微細纖維的制備方法

在審

• 申請號: 201710034832.9
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN106757456A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 戚明;韓文佳;劉景君;劉凱;孔蕊
• 申請（專利權）人: 山東納美德生物科技有限公司
• 主分類號: D01F2/00
• 分類號: D01F2/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所37218
• 代理人: 劉麗

技術領域

本發明涉及纖維素技術領域，特別涉及一種細菌纖維素微細纖維的制備方法。

背景技術

細菌纖維素是由微生物發酵而成的高分子化合物，不同條件下能夠產生細菌纖維素的微生物菌屬有許多種，包括醋酸菌屬，固氮菌屬，根瘤菌屬，產堿桿菌屬，假單胞桿菌屬，土壤桿菌屬，八疊球菌屬和無色桿菌屬等。其中木醋桿菌是目前人們在實驗及生產中研究最為普遍的，而且它是應用到生產細菌纖維素最多的一種菌屬，木醋桿菌合成纖維素的機理如下：木醋桿菌在通風攪拌或靜置培養的情況下，細菌細胞壁孔道中會分泌出與細胞縱向軸向平行的最小構成單元—亞小纖維，然后寬度為1.78納米的亞小纖維相互間以鍵連接成直徑為3～4納米的微纖維，一束束微纖維平行排列相互纏結形成寬度為40～100納米的纖維絲帶。纖維絲帶具有高度結晶性，長度不定，其結晶方式與植物纖維的“ 纖維素Ⅰ”相同，寬度比植物纖維要細。此外在細菌纖維素合成過程當中，通過添加一些特定的物質，可得到所需特性的改性纖維。

細菌纖維素作為一種新型生物材料，因為其獨特的吸水性、生物適應性、高結晶度、高機械強度以及良好的納米纖維網絡結構等諸多方面的優良性能，在生物醫學工程、制漿造紙、聲控器材、紡織和食品工業等領域中具有廣泛的應用和發展前景，并且是特種紙及國際生物醫用材料研究的熱點之一。近年來，細菌纖維素在高強度紙、食品工程、聲音振動膜、人造皮膚、新型傷口包扎材料等產品的制造已進入實用化階段。

納米纖維是指直徑處在納米尺度范圍(1～100nm)內的纖維，根據其組成成分可分為聚合物納米纖維、無機納米纖維及有機/無機復合納米纖維。納米纖維具有孔隙率高、比表面積大、長徑比大、表面能和活性高、纖維精細程度和均一性高等特點，同時納米纖維還具有納米材料的一些特殊性質，如由量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應帶來的特殊的電學、磁學、光學性質。納米纖維主要應用在分離和過濾、生物及醫學治療、電池材料、聚合物增強、電子和光學設備和酶及催化作用等方面。

隨著納米纖維材料在各領域應用技術的不斷發展,納米纖維的制備技術也得到了進一步開發與創新。到目前為止，納米纖維的制備方法主要包括化學法、相分離法、自組裝法和紡絲加工法等。而紡絲加工法被認為是規模化制備高聚物納米纖維最有前景的方法,主要包括靜電紡絲法、雙組份復合紡絲法、熔噴法和激光拉伸法等。

由于納米纖維具有獨特性能，其已成為材料科學領域研究的重點之一。納米纖維應用在復合材料增強、過濾、組織工程、藥物緩釋、傳感等領域的研究已取得了豐碩的成果。

納米纖維具有超大比表面積、超細孔隙度和良好的機械特性等其它纖維所不能擁有的獨特優勢而廣泛用于組織工程支架、藥物傳輸、過濾介質、人造血管、生物芯片、納米傳感器、光學、復合材料等領域。因此纖維素基的納米纖維素也越來越受到重視，然而，目前世界上納米纖維素大多是從植物纖維中提取，生產效率普遍很低、可提供的納米纖維種類有限、纖維素的純度也不高。

發明內容

為了解決上述納米纖維存在的生產效率普遍很低、可提供的納米纖維種類有限、纖維素的純度不高的問題，本發明提供了一種高純度的細菌纖維素微細纖維的制備方法，所述制備方法簡單、高效，制備得到的細菌纖維素微細纖維具有純度高，纖維尺寸可控等特點，可用用于電池隔膜、空氣過濾、水過濾、特種紙等領域。本發明所述的細菌纖維素微細纖維的制備工藝簡單，纖維尺寸可控，可大規模生產。

本發明是通過以下措施實現的：

一種細菌纖維素微細纖維的制備方法，將細菌纖維素經過機械預切割成塊狀膜片，分散到水中，在流體力場中進行疏解，稀釋后加入分散劑分散，即得；

所述分散劑為聚氧化乙烯、六偏磷酸鈉和吐溫80中的一種以上，添加濃度為0.02-0.04%。

所述的制備方法，優選所述分散劑為聚氧化乙烯和吐溫80按照重量比1:1混合得到的，或者聚氧化乙烯、六偏磷酸鈉和吐溫80按照重量比1：1：1混合得到的。

所述的制備方法，優選塊狀膜片的大小在10cm²-20cm²范圍內。

所述的制備方法，優選塊狀膜片分散到水中的濃度為0.03-0.05%。

所述的制備方法，優選疏解轉速為1000-2000轉/min。

所述的制備方法，優選疏解稀釋后的濃度為0.01-0.02%。

所述的制備方法，優選加入分散劑后在超聲波條件下分散30-60min。