一種提高生物纖維素產(chǎn)品透光性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種在光電領(lǐng)域具有良好應用前景的生物材 料，特別是涉及一種提高生物纖維素產(chǎn)品透光性的方法。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 生物纖維素（biocellulose)，又稱為細菌纖維素（bacterial cellulose),其是 指在一定條件下，由醋酸菌屬等的某些微生物代謝生成的纖維素產(chǎn)品。生物纖維素與植物 相位素相比，不含有木質(zhì)素、果膠和半纖維素等伴生產(chǎn)物，具有更高的結(jié)晶度和更高的聚合 度；其還具有超精細的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此其彈性模量比一般植物纖維素高出數(shù)倍，并具有 更高的抗張強度。此外，生物纖維素還具有良好的持水性能和較高的生物相容性、適應性和 生物可降解性。因此在多個領(lǐng)域具有廣泛的應用。生物纖維素的制備方法可以采用靜態(tài)培 養(yǎng)和動態(tài)培養(yǎng)，其都是本領(lǐng)域早已熟知的。目前廣泛采用的是使用淺盤的靜態(tài)發(fā)酵培養(yǎng)法。 生物纖維素最早是在食品工業(yè)中應用，其本身就是良好的膳食纖維補充劑，其水凝膠產(chǎn)品 由于具有爽脆的口感，而可以直接作為罐頭食品或飲料、乳制品中的"果粒"使用，其干粉也 常用作食品成型劑、增稠劑、分散劑等使用。近年來，其作為醫(yī)用材料的用途也不斷發(fā)展，其 可以創(chuàng)傷敷料，人造皮膚材料、人造血管材料等。由于其良好的機械性能及多孔性，其在光 電領(lǐng)域的應用的潛力也倍受人們關(guān)注，但是由于生物纖維素是乳白色的半透明狀的產(chǎn)品， 其透光性不足，其大大制約了其在光電領(lǐng)域的應用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述問題，本發(fā)明希望提供一種能夠提高生物纖維素產(chǎn)品透光性的方法，其 是將透明熱固性樹脂填充入生物纖維素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。
[0005] 上述方法中，所述的透明熱固性樹脂為透明熱固性環(huán)氧樹脂或透明熱固性丙烯酸 樹脂。
[0006] 上述方法中，透明熱固性樹脂的充入量并非越多越好，填充入過多的透明熱固性 樹脂盡管能夠更大程度提高透光性能，但是提高幅度不大，同時還會顯著影響生物纖維素 的機械性能。因此透明熱固性樹脂的充入量優(yōu)選為生物纖維素重量的40-78%，優(yōu)選55%。
[0007] 上述方法中，在將透明熱固性樹脂填充入生物纖維素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中之前，生 物纖維素經(jīng)過如下的預處理：收獲生物纖維素水凝膠后，將其置于2-5%的NaOH溶液中，煮 沸，保持2-3小時，冷卻后取出用水反復洗滌后，再用水浸泡12-48小時；最后將生物纖維素 水凝膠干燥脫水。
[0008] 其中所述的干燥脫水優(yōu)選使用不破壞生物纖維素空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的干燥方法，如低 溫干燥，真空冷凍干燥，特別優(yōu)選使用真空冷凍干燥。為了提高干燥效率，在干燥之前還可 以通過擠壓的方式去除部分水分。
[0009] 上述方法中，將透明熱固性樹脂填充入生物纖維素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的具體步驟 為：將預處理過的、干燥的生物纖維素在透明熱固性樹脂中浸泡24-48小時。浸泡完成后將 生物纖維素表面所附著的透明熱固性樹脂清洗干凈。
[0010] 上述方法中，預處理過的、干燥的生物纖維素在透明熱固性樹脂中的浸泡是在真 空條件下進行。浸泡的時間及真空度可按照透明熱固性樹脂的充入量進行適當調(diào)整。
[0011] 上述方法中，在將透明熱固性樹脂填充入生物纖維素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中之后，還 有使透明熱固性樹脂固化的步驟。
[0012] 上述方法中，使透明熱固性樹脂固化是在60-120°C下加熱固化。
[0013] 上述方法中，生物纖維素水凝膠優(yōu)選切割成薄膜形狀的。
[0014] 我們通過研究發(fā)現(xiàn)，生物纖維素產(chǎn)品之所以透光性能不佳，主要是由于其空間網(wǎng) 狀過于精細所導致的，大量的纖維重疊在一起導致其透光性能降低。針對這一點，本發(fā)明將 透明熱固性樹脂填充入生物纖維素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中能夠擴大生物纖維素產(chǎn)品中纖維素 之間的空間，提高透光性能。特別是使用真空冷凍干燥法干燥生物纖維素凝膠后，再填充透 明熱固性樹脂，能夠起到更好的技術(shù)效果。同時由于生物纖維素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并沒有被 破壞，其仍然具有良好的機械性能。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合【具體實施方式】和對比實驗來對本發(fā)明作進一步的說明，但是下文中的具 體實施方法不應當被理解為對本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠在本發(fā)明基礎(chǔ)上顯 而易見地作出的各種改變和變化，應該均在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0016] 實施例1 : 收獲生物纖維素水凝膠后，將其置于3%的NaOH溶液中，煮沸，保持2. . 5小時，冷卻后 取出用水反復洗滌后，再用水浸泡24小時，然后將生物纖維素水凝膠先擠壓脫水至含水量 低于40%后，用60°C熱風干燥至恒重。再將干燥的生物纖維素浸泡于透明熱固性環(huán)氧樹脂 中，在真空條件下浸泡48小時，透明熱固性環(huán)氧樹脂的充入量為生物纖維素重量的59%，浸 泡完成后將生物纖維素表面所附著的透明熱固性環(huán)氧樹脂清洗干凈，然后在80°C下水浴加 熱使透明熱固性環(huán)氧樹脂固化，獲得透光性提高的生物纖維素產(chǎn)品。
[0017] 實施例2: 收獲生物纖維素水凝膠后，將其置于5%的NaOH溶液中，煮沸，保持2小時，冷卻后取出 用水反復洗滌后，再用水浸泡15小時，然后將生物纖維素水凝膠先擠壓脫水至含水量低于 60%后，真空冷凍干燥至恒重。再將干燥的生物纖維素浸泡于透明熱固性環(huán)氧樹脂中，在真 空條件下浸泡24小時，透明熱固性環(huán)氧樹脂的充入量為生物纖維素重量的41%，浸泡完成 后將生物纖維素表面所附著的透明熱固性環(huán)氧樹脂清洗干凈，然后在60°C下水浴加熱使透 明熱固性環(huán)氧樹脂固化，獲得透光性提高的生物纖維素產(chǎn)品。
[0018] 實施例3: 收獲生物纖維素水凝膠后，將其置于2%的NaOH溶液中，煮沸，保持3小時，冷卻后取出 用水反復洗滌后，再用水浸泡20小時，然后將生物纖維素水凝膠先擠壓脫水至含水量低于 30%后，用80°C熱風干燥至恒重。再將干燥的生物纖維素浸泡于透明熱固性丙烯酸樹脂中， 在真空條件下浸泡36小時，透明熱固性丙烯酸樹脂的充入量為生物纖維素重量的55%，浸 泡完成后將生物纖維素表面所附著的透明熱固性丙烯酸樹脂清洗干凈，然后在l〇〇°C下水 浴加熱使透明熱固性丙烯酸樹脂固化，獲得透光性提高的生物纖維素產(chǎn)品。
[0019] 實施例4: 收獲生物纖維素水凝膠后，將其置于4%的NaOH溶液中，煮沸，保持2小時，冷卻后取出 用水反復洗滌后，再用水浸泡36小時，然后將生物纖維素水凝膠真空冷凍干燥至恒重。再 將干燥的生物纖維素浸泡于透明熱固性丙烯酸樹脂中，在真空條件下浸泡40小時，透明熱 固性丙烯酸樹脂的充入量為生物纖維素重量的73%，浸泡完成后將生物纖維素表面所附著 的透明熱固性丙烯酸樹脂清洗干凈，然后在120°C下加熱使透明熱固性丙烯酸樹脂固化，獲 得透光性提高的生物纖維素產(chǎn)品。
[0020] 實驗例1 : 取實施例1-4中，未在透明熱固性樹脂中浸泡的干燥生物纖維素產(chǎn)品作為對照樣品 1-4# ;取上述實施例1-4中制得的透光性提高的生物纖維素產(chǎn)品作為測試樣品1-4#。測量 計算測試樣品和對照樣品的透光度，結(jié)果見下表： 表1透光度實驗結(jié)果
【主權(quán)項】
1. 一種提高生物纖維素產(chǎn)品透光性的方法，其特征在于：將透明熱固性樹脂填充入生 物纖維素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征在于：所述透明熱固性樹脂為透明熱固性環(huán) 氧樹脂或透明熱固性丙烯酸樹脂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：透明熱固性樹脂的充入量為生物纖 維素重量的40-78%，優(yōu)選55%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：在將透明熱固性樹脂填充入生物纖 維素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中之前，生物纖維素經(jīng)過如下的預處理：收獲生物纖維素水凝膠后，將 其置于2-5%的NaOH溶液中，煮沸，保持2-3小時，冷卻后取出用水反復洗滌后，再用水浸泡 12-48小時；最后將生物纖維素水凝膠干燥脫水。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：所述的干燥脫水為使用低溫干燥或真空 冷凍干燥，任選地，在干燥之前還可以通過擠壓的方式去除部分水分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于：將透明熱固性樹脂填充入生物纖維 素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的具體步驟為：將預處理過的、干燥的生物纖維素在透明熱固性樹脂中 浸泡24-48小時，浸泡完成后將生物纖維素表面所附著的透明熱固性樹脂清洗干凈。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：預處理過的、干燥的生物纖維素在透明熱 固性樹脂中的浸泡是在真空條件下進行。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：在將透明熱固性樹脂填充入生物纖維素 的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中之后，還有使透明熱固性樹脂固化的步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于：使透明熱固性樹脂固化是在60-120°C下 加熱固化。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一方法獲得的透光性提高的生物纖維素產(chǎn)品。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種能夠提高生物纖維素產(chǎn)品透光性的方法，其是將透明熱固性樹脂填充入生物纖維素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。所述透明熱固性樹脂為透明熱固性環(huán)氧樹脂或透明熱固性丙烯酸樹脂；透明熱固性樹脂的充入量為生物纖維素重量的40-78%。將透明熱固性樹脂填充入生物纖維素的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的具體步驟是將預處理過的、干燥的生物纖維素在透明熱固性樹脂中浸泡24-48小時，浸泡完成后將生物纖維素表面所附著的透明熱固性樹脂清洗干凈，之后再使透明熱固性樹脂固化。本發(fā)明能夠擴大生物纖維素產(chǎn)品中纖維素之間的空間，提高透光性能，并保持生物纖維素產(chǎn)品良好的機械性能。
【IPC分類】C08L1-02, C08L33-00, C08L63-00
【公開號】CN104592556
【申請?zhí)枴緾N201510046117
【發(fā)明人】鐘春燕, 鐘宇光
【申請人】海南光宇生物科技有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月29日