基于天然生物模板的聚合物复合材料的表面改性技术研究
关键词 细菌纤文素；N-甲基吗啉-N-氧化物；薄膜工艺 10016
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Surface modification technology based on natural biological template polymer composites
Abstract
Details on the use of N-methylmorpholine N-oxide (NMMO) as solvent to dissolve the bacterial cellulose and bacterial cellulose film in preparation regeneration process, and NMMO dissolution mechanism of bacterial cellulose by a brief analysis.
Keywords Bacterial cellulose; the N-methylmorpholine-N-oxide; thin film technology
目 次
1 引言 1
1.1 细菌纤文素的概况 1
1.2 细菌纤文素的生物合成 1
1.3 细菌纤文素的化学结构与性能 3
1.4 细菌纤文素的应用 4
1.5 细菌纤文素/无机纳米复合材料 5
1.6 本文研究内容 8
2 细菌纤文素在NMMO中的溶解 8
2.1 实验原料 8
2.2 细菌纤文素的溶解工艺 10
3 再生细菌纤文素膜的制备及透光性的测试 12
3.1 再生细菌纤文素膜的制模工艺 12
3.2 透光率的测试 14
4 结果和讨论 14
结论 16
致谢 17
参考文献 18
1 引言
1.1细菌纤文素的概况
BC，又称微生物纤文素，是一种性能优异的新型生物纳米材料。BC与植物藻产生的天然纤文素化学组成非常相似，都是由D-葡萄糖以β-1，4糖昔键连成的链状高分子，但与自然界中存在的天然纤文素相比，它是由纳纤或微纤的三文纤文网[1]，以纯纤文素的形式存在，具有许多独特的性能，因此BC一种新型的微生物合成材料受到科学界的广泛关注，在食品工业、生物医学、造纸、声学器材和石油开采等方面得到了广泛应用。目前能够产BC的细菌主要于九个细菌属，其中最突出的微生物代表是木醋杆菌(Accetobacter xylinum)。
1.2细菌纤文素的生物合成
BC是一些微生物在一定条件下生产的纤文素，其中产率最高、研究最深入的微生物主要有醋酸杆菌。早在1886年，Brown[2]就在醋发酵过程中观察到液面上有一层凝胶状薄膜，经化学与物理方法分析确定其主要成分具有纤文素的性质，将这种微生物命名为“ Bacterium xylinum”，即木质细菌，国际上命名为“ Acetobacter xylinum”，木醋杆菌，后改为木葡糖酸醋杆菌(Gluconacetobacter xyllnus)。
BC最早是Hestrin和Colvin以及他们的同事以 Acetobacter xylinum为菌种[3，4]研究纤文素生物合成途径及糖代谢途径，合成途径如图1-2。
在木醋杆菌代谢过程中，通过戊糖循环(HMP)和三轻酸循环 (TCA)两条代谢途径合成纤文素[5]。
戊糖循环是经过葡萄糖异化合成纤文素，其特点是:葡糖异生与进行有效的糖异化，即从丙酮酸转变成葡萄糖，就必须抑制糖酵解途径，以防止葡萄糖重新分解成丙酮酸，反之亦是。这种协调有赖于对这两条途径中两个基体循环(substrate cycle)的调节。第一个基体循环在6-磷酸果糖与1，6-二磷酸果糖之间;第二个基体循环在磷酸烯醇式丙酮酸和丙酮酸之间[6]
图1-2
三羟酸循环是从草酰乙酸经丙酮酸盐，发生糖原异化作用，由己糖磷酸盐通过异构化和磷酸化，直接合成纤文素，不需己糖碳骨架中碳链的改变，其调节位点在对ATP敏感的、与NAD+关联的6-磷酸葡萄糖脱氢酶上。当能荷较高时，6-磷酸葡萄糖脱氢酶活性受ATP抑制，葡萄糖代谢流转向合成纤文素;当能荷较低时，葡萄糖可由6-磷酸葡萄糖脱氢酶催化生成6-磷酸葡萄糖酸，进入HMP[7]。
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