超细高强细菌生物纤维素纤维的纺丝及纤维载银杀菌能力的研究

作     者：张丽改 

作者单位：北京化工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈广新;金日光

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：正牵伸 负载银 银颗粒大小 杀菌性能 

摘      要：基于细菌生物纤维素来源广泛、环境友好、优异性能等特性,它广泛被社会各界学者所关注。目前,细菌生物纤维素作为一种新型的环境友好型的合成材料已应用于食品工业、医用材料、造纸、声学器材等方面,但是再生超细高强纤维方面尚未见报道。本课题以细菌生物纤维素粉末为原料,用8%(质量分数)的LiCl/DMAC(氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺)溶解体系为溶剂制得细菌生物纤维素的纺丝液。采用湿法纺丝工艺来制备再生的生物纤维,用三级级凝固浴凝固成型,并探讨了牵伸对纺丝工艺的影响,从而率先制备出超细高强的细菌生物纤维素纤维,其断裂强度也高达1.0576个GPa。为进一步开发使用细菌生物纤维素提供参考的依据,我们在制备的超细高强纤维的基础之上,运用原位还原法对其进行了载银实验的研究及其抗菌、杀菌性能的探讨。以下是具体的研究内容： (1)检测了细菌生物纤维素粉末原料的一些基本性质包括：黏均分子量、红外结构、结晶度、结晶尺寸、在N2和空气(Air)气氛条件下的热分析等。 (2)本文是在本实验室张秀超同学一级凝固浴工艺的基础上,进一步研究了细菌生物纤维素纤维在通过二级凝固浴和三级凝固浴时,牵伸对细菌生物纤维素纤维各方面性能——机械性能(直径、断裂强度、断裂伸长率)、结晶结构、电镜表观形貌等方面的影响,在牵伸倍数为1.16倍时制备了超细高强的细菌生物纤维素纤维。 (3)通过原位还原的化学方法,探求了在细菌生物纤维素纤维上载银的工艺条件。选取了3中不同硝酸银溶液的浓度,4种不同的浸泡时间,用电感耦合等离子体光谱仪验证了纤维表而银离子的存在;同时表征了载银后细菌生物纤维素纤维的电镜形貌、对比了载银前后细菌生物纤维素纤维的直径、断裂强度、断裂伸长率等机械性能。 (4)通过放大的载银细菌生物纤维素纤维的电镜形貌图,统计了纤维表面银颗粒粒径大小、以及银离子分布的情况。 (5)检测了生物纤维素纤维(载银后)是否对大肠杆菌有杀菌性能,同时也验证了其对芽孢杆菌的杀菌性能;并且也与活性炭(通过原位还原的方法进行载银)的杀菌能力进行了简单的对比。