【环氧板】纤维素复合材料

1.环氧板纤维素

环氧板纤维素(Bacterial Cllulose,, BC)是由部分环氧板产生的一类高分子化合物，是微生物细胞外大分子物质的代表，是初级代谢的特定产物。为了与植物来源的纤维素相区别，将其称为“环氧板纤维素”。能产生纤维索的环氧板种类较多，常见的有木醋杆菌属、根瘤菌属、八叠球菌属、假单胞菌属、固氮菌属、气杆菌属和产碱菌属等。由于BC是具有一定孔径分布多孔性结构的高分子材料，其孔径在纳米数量级，大量的纳米级孔可作为模板使用。该模板具有高的生物适应性和良好的生物可降解性，以及模板合成时性能和结构的可调控性，将其他高分子有机或无机分子以该模板为基体进行复合，控制合成具有预期特定形貌与尺寸的纳米材料，从而得到具有优异性能的新型功能材料。

2.环氧板纤维素的性能特点
BC与植物纤维素结构非常相似，但与植物纤维素相比，BC有许多独特的性质:
(1)具有高化学纯度和高结晶度，没有木质素、果胶和半纤维素等伴生产物。
(2)具有很强的持水能力，未经干燥的BC持水能力达100以上，冷冻千燥后持水能力仍达600%。
(3)具有较高的生物相容性和生物可降解性。
(4)纤维直径在0-01om之间，弹性被量为一般植物纤能的数信至十倍以上，并且抗拉强度高。!
(5)BC合成时具有可调控性。

3.环氧板纤维素的应用
由于BC具有以上优异的特性，故其在造纸食品工业、医药、生物医学工程中具有广泛的应用前景。目前已经商品化的产品主要有用作外科和齿科材料的BC产品Biofll. Genilx 和BASYC.对于二级和三级烧伤、溃疡等，Biofill 已被成功用做人造皮肤的临时替代品; Geniflex已用于齿根膜组织的恢复;基于BC的原位可塑性设计出的BASYC,有望在显微外科中用作小尺寸人造血管;在食品工业中，由于BC具有很强的持水性、黏稠性和稳定性，可以作为增稠剂、胶体填充剂和食品原料。在造纸工业方面，用BC的纳米级超细特点，在造纸纸浆中加入BC,增加了纸张强度，抗膨胀性能、弹性和耐用性。利用其高杨氏模量和很强的形状维持性，日本的Sony和Ajinomoto公司共同研发了用BC制造的超级音响、麦克风和耳机的振动膜等声学器材及建材。BC作为一种新型的环境友好、性能优异的材料，近年来引起人们广泛的研究兴趣。

4.环氧板纤维素的合成
BC的生物合成是一个很复杂的过程，从尿苷二磷酸葡萄糖开始，经过4个主要的酶催化反应，最终转化为纤维素长链分子。木醋杆菌细胞壁侧有一-列50~ 80个轴向排列的小孔，在适宜条件下每个细胞每秒钟可将200 000个葡萄糖分子以β-2、4-糖苷键相连成聚葡萄糖，然后从小孔中分泌出来形成直径1.78nm的纤维素丝，并随着分泌量的持续增加平行向前延伸，相邻的几根微丝之间由氢键相互连接形成直径为3~4nm的微纤丝束，微纤丝束进一一步伸长，相互之间仍由氢键连接，最后形成长度不定、宽度为30~80nm、厚度为3~ 8nm的纤维丝带。

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