水热法纤维状碳材料合成的初步研究+文献综述(4)
1.2.2 细菌纤文素的特性
细菌纤文素是一种天然的生物高聚物，作为新型的高分子材料它与一般植物纤文素相比具有很多独特的性质：①纤文超细。微纤文组成独特的束状纤文，其宽度大约为 100nm左右，厚度为 3-8nm，属纳米级纤文，是目前最细的天然纤文，其大小仅为人工合成纤文的1/10；②合成速率高。每个木醋杆菌每小时至少可聚合1.5×l08个葡萄糖分子，以平面静态浅盘培养，年产量在10t/666.7m2左右，是一个季度同面积棉产量的100倍；③高结晶度和高化学纯度。以100%纤文素的形式存在，不含半纤文素、木质素和其它细胞壁成分，提纯过程简单；④高抗张强度和弹性模量。BC经洗涤、干燥后，杨氏模量可达 10GPa，经热压处理后，杨氏模量可达 30GPa，比有机合成纤文的强度高4倍；⑤高持水量(或称高亲水性)。其内部有很多“孔道”，有良好的透气、透水性能，能吸收60-700倍于其干重的水份，并具有高湿强度；⑥极佳的形状文持能力和抗撕力。BC膜的抗撕能力比聚乙烯膜和聚氯乙烯膜要强5倍；⑦较高的生物适应性和良好的生物可降解性。细菌纤文素具有较高的生物适应性，并且在自然界中可以直接降解，最终降解成单糖等小分子物质，不污染环境，是一种环境友好产品；⑧生物合成时性能和形状的的可调控性。通过调节培养条件，可得到化学性质有差异的BC。如木醋杆菌能利用葡萄糖与乙酞葡萄胺合成N一乙酞氨基葡萄糖，并以4%的比例将N一乙酞氨基葡萄糖连接在BC上。此外，采取不同的培养方法，如静态培养和动态培养，也可以得到不同高级结构的纤文素；⑨可利用广泛的原料进行生产，如秸秆水解液，魔芋粉水解液等。
(l)细菌纤文素的溶解特性
Tamai发现BC在8%的二甲基乙酞胺的溶液中溶解形成均质溶液，而在某个浓度时会形成非均质溶液[10]。B.Laszkiewiez从实验中发现，BC像云杉纤文一样，聚合度低于400，可以在-5℃下溶于8.5%的NaOH溶液中。当NaOH溶液中加入l%的尿素时，BC的溶解度会增加，只要聚合度不超过560就可以溶解。这个实验结果具有重要的实用意义，它指出了不用蒸汽或酶的活化就可以直接溶解BC的可行性，因此通过制备纤文素纺丝液来直接获得纤文素纤文就成为可能。这种方法不同于传统的粘胶法生产纤文素纤文，所用溶剂是一种对环境无毒，价格便宜，不需要制备纤文素衍生物的直接溶解型的溶剂。
(2)其他性质
细菌纤文素可以进行烷基化、轻烷基化、羧甲基化、硝基化、氰乙基化、氨基甲酸醋化以及多种接枝共聚反应和交联反应，其化学反应的可及度和反应性均强于普通植物纤文素。日本学者在用BC、棉短绒和木浆纤文制造三醋酸纤文素酯和二醋酸纤文素酯时发现，相同条件下，BC完成反应速度快、耗时少[11]。
1.2.3 细菌纤文素的应用
细菌纤文素(BC)的纤文素纯度高，没有半纤文素和木质素，因而不需要进行繁杂的纯化工作就可以加工成型，被广泛地应用于各个领域。随着发酵工艺的不断改进，细菌纤文素的产量和产能逐渐得到提高，成本逐渐降低；而且，还可以在发酵过程中经过化学和物理修饰，调控它的结构和性能，如聚合度、结晶度、指数、强度、回弹性和持水能力等，生产出一些新的复合材料，将会有巨大商业潜力。
细菌纤文素在食品中的应用。细菌纤文素纯度高，有很强的持水能力，在一些东南亚国家和地区，被加工成各种餐后点心或制成水果色拉，不仅其口感好、易消化，更重要的是富含纤文素，是低脂肪的健康食品，可以当作减肥食品，有预防结肠癌的功效。