细菌纤维素应用于扬声器振膜的分析

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1、1前言1．2细菌纤维素性能的研究现状1．2．1培养条件对细菌纤维素性能的影响1．2．1．1不同培养方式培养细菌纤维素的方式主要有两种：静态培养和动态培养。静态法是指醋酸菌静置培养，在发酵液表面产生纤维素膜。动态法是在机械搅拌罐或气升式生化反应器中通风培养醋酸菌，纤维素完全分散在发酵液中。虽然不同培养方式产生的细菌纤维素在化学成分上完全相同，但是在形态和物理性能方面差异很大。谭玉静【17】发现静态培养的细菌纤维素都成膜状，动态培养纤维素的形状跟培养基的种类液面高度以及转速等因素有关，用甘露醇培养基培养出的纤维

2、素形状一般为星状，在发酵液中均匀分布。黄丹等人【181的研究还发现，RBD反应器培养的细菌纤维素较静态培养的细菌纤维素具有更高的持水性和纯度；静态培养的纤维素的结晶度比RBD反应器培养的结晶度大，纤维丝带也更致密、纤细。Seung-HyeonMoon等人【191用静态、动态和空气循环三种不同方式培养细菌纤维素，其聚合度分别是11000，8500，9200，杨氏模量分别为4．15、4．0、4．6GPa，抗张强度分别为124、80、184MPa，另外动态培养出来的细菌纤维素的结晶度最低。AKrystynowic

3、z等人【20l在研究影响细菌纤维素特性的因素时发现，静态培养细菌纤维素的稳定性比动态培养和充气培养的高很多，另外静置培养产生的细菌纤维素的杨氏模量比水平发酵罐培养的要高，但是保水性要低很多。1．2．1．2不同培养基成分木醋杆菌生长和产纤维素的营养代谢过程以碳源为主，改变碳源只能改变细菌纤维素的产量，对细菌纤维素的性质没有影响。但是在培养基中添加其他非营养成分，会优化细菌纤维素的某些性质，甚至赋予细菌纤维素一些新的特性。王海波等人【2l】在细菌纤维素的培养基中添加海藻酸钠、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚谷氨酸等水

4、溶性高分子物质，添加上述物质后所形成细菌纤维素与普通细菌纤维素相比纤维束变粗，在产量、含水量、干燥后的复水率、物理性能等方面都有所提高。AkihiroShh'ai【22J加入取代度为0．71、对溶解酶敏感的磷酰基壳聚糖(P-chitin)和D-葡萄糖，生化合成含有N一乙酰氨基葡萄糖残基的细菌纤维素，该细菌纤维素同时具有甲壳素的功能，而且比纯细菌纤维素具有更高的取向度和更大的杨氏模量。SKeshk等人【2副添加木素磺酸盐后生产的细菌纤维素更加粗糙，相互问的缠结更少，而且宽度和厚度都增加了。这使得细菌纤维素薄片

5、的性能获得很大提高，如杨氏模量提高20％--56％，黏度从0．04Pa·S上升到0,08Pa·S。ShigeruYamanaka等人【24】添加萘啶酮酸和氯霉素后导致细菌纤维素的纤维丝带变宽，杨氏模量增大。1．2．1．3其他细菌纤维素的性能除了受培养方式和培养基成分的影响外，还受培养液pH、氧气量、培养时间等条件的影响。AaseBodin等人1251研究了氧压对管状细菌纤维素的强度影响。结果表明，其耐破l前言对细菌纤维素某些性质的研究需要对其进行干燥，现今，细菌纤维素的干燥方式主要有冷冻干燥和空气干燥，不同

6、的干燥过程对细菌纤维素性质的影响也不同。CClasen等人【32】研究了冷冻干燥和蒸发干燥对细菌纤维素的影响，研究结果表明，冷冻干燥和蒸发干燥均明显降低了细菌纤维素的可膨胀性，但是蒸发干燥的作用更强烈；冷冻干燥后细菌纤维素的透气性比蒸发干燥后细菌纤维素的透气性要高两个数量级。UdhardtUlrike等人【33J用核磁共振光谱学研究了细菌纤维素未干燥、空气干燥和冷冻干燥三种状态的超分子结构。研究结果表明干燥过程降低了细菌纤维素的结晶度，但是没有改变纤维素l棚B的比例。1．2．2．4改性或再生对细菌纤维素自身

7、性质的研究已经很深入，但是行业的发展需要细菌纤维素具有其本身所不具有的～些特性，因此改性或再生细菌纤维素成为一种可能。YZWan等人134]先将细菌纤维素表面磷酸化，然后与羟磷灰石混合，制成了有超微结构的改性细菌纤维素。通过扫描电镜发现，羟磷灰石均匀地分布在磷酸化的细菌纤维素中，而未磷酸化的细菌纤维素中则没有残留羟磷灰石。这说明磷酸化促进了羟磷灰石晶体在细菌纤维素中的形成。TOshima[35懈细菌纤维素磷酸化处理后发现其微结构并没有受到破坏，但是纤维素的取代度却有增加，而且处理后的细菌纤维素对稀土元素有很

8、好的吸附作用。KimDae．Young等人【361对细菌纤维素部分乙酰化后的性质进行了研究。研究结果发现，乙酰化改变了细菌纤维素的物理性质，但是没有改变原微纤维的形态。乙酸酐添加量的增加导致总取代度从O．04增大到2．77。从电镜扫描图中看出，即使较低程度的乙酰化都能有效保持原微纤维的形态。赵晓霞等人【37】将细菌纤维素溶解于氯化锂(LiCI)／二甲基乙酰胺(DMAc)溶剂体系下，然后经水浴凝圃形成再生细菌纤维素