專利名稱：一種細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料及其制備方法，具體是指一種利用偶氮二甲酰胺(Ac發(fā)泡劑)制備成型細(xì)菌纖維素膜的泡沫材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
細(xì)菌纖維素是一種由細(xì)菌分泌到細(xì)胞外的絲狀纖維，它由單純的葡萄糖縮聚而成，并形成無規(guī)排序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其纖維直徑約為10 lOOnm，纖維之間的寬度約為70 80nm。因此細(xì)菌纖維素作為納米級(jí)生物纖維素有許多十分優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)。如獨(dú)特的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、納米級(jí)纖維尺寸、超高的吸水性能、良好的力學(xué)性能及其優(yōu)異的生物相容性等，使得細(xì)菌纖維可廣泛應(yīng)用于功能材料、納米雜化材料、模板材料、吸附材料、增強(qiáng)材料、降解材料、醫(yī)用應(yīng)用材料等。細(xì)菌纖維素在利用于水處理材料、組織工程材料以及防護(hù)材料時(shí)仍受到一定的限制，其主要的原因在于納米級(jí)無規(guī)孔洞無法滿足實(shí)際的應(yīng)用要求， 例如水處理膜通量就需要膜的孔洞達(dá)到微米數(shù)量級(jí)，骨組織支架材料微米級(jí)孔洞則有利用細(xì)胞的增長(zhǎng)，防護(hù)材料則需要通過較大孔洞來維持一定透氣量等，因此這些都需要對(duì)細(xì)菌纖維素的原始納米級(jí)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，并形成微米級(jí)的規(guī)整孔洞。偶氮二甲酰胺(AC發(fā)泡劑)由于具有發(fā)氣量大、無毒、無味等優(yōu)良特性，已廣泛用于制備塑料、橡膠等泡沫材料中。其自身熱分解溫度可達(dá)195 220°C，也可適當(dāng)添加活性劑復(fù)合降低其熱分解溫度。通常AC發(fā)泡劑是以固體粉末的形式加入到未成型的分散原料中，例如在制備聚氯乙烯(PVC)泡沫材料時(shí)，先將PVC螺桿熔融擠出后加入AC發(fā)泡劑固體顆粒及其活性劑進(jìn)行充分混合后，倒入模具制片后進(jìn)行加熱發(fā)泡；聚丙烯(PP)泡沫材料的制備是在PP原料熔融時(shí)添加AC發(fā)泡劑和其他助劑，混煉后倒入模具中形成成型樣品，然后在187 190°C發(fā)泡制得泡沫樣品?？傊?，AC發(fā)泡劑是通過以固體粉末狀態(tài)添加到未成型的原料中然后再進(jìn)行加熱發(fā)泡，而不是直接添加分散到已成型產(chǎn)品中而制備發(fā)泡材料。目前已報(bào)道AC發(fā)泡劑可在堿性NaOH溶液條件下進(jìn)行分解并釋放出大量氣體，但是該方法仍然是將AC發(fā)泡劑添加到未成型的分散原料中混合后再進(jìn)行發(fā)泡，因此需要利用一種新型的制備工藝方法將AC發(fā)泡劑均勻地分散到成型細(xì)菌纖維素膜并形成多孔泡沫材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的問題，提出一種利用AC發(fā)泡劑在成型細(xì)菌纖維素膜制備得到的泡沫材料及其具體工藝方法，對(duì)于已成型的細(xì)菌纖維素膜來說，其主要的難點(diǎn)在于細(xì)菌纖維素是一種成型的水凝膠膜，且難以溶解于普通溶劑中，同時(shí)若溶解還會(huì)造成細(xì)菌纖維素膜的力學(xué)性能大幅度降低并難以修復(fù)，因此不能采用現(xiàn)有技術(shù)來制得細(xì)菌纖維素發(fā)泡材料。同時(shí)AC發(fā)泡劑固體粉末顆粒是難以很好的分散和進(jìn)入成型的致密細(xì)菌纖維素膜中，且較高的AC熱分解溫度會(huì)破壞細(xì)菌纖維素膜自身的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過偶氮二甲酰胺(AC發(fā)泡劑)作為發(fā)泡劑并添加表面活性劑溶解于NaOH溶液，將成型的細(xì)菌纖維素膜充分浸泡在該堿性溶液中，使AC發(fā)泡劑完全吸附分散在成型細(xì)菌纖維素膜，最后加入穩(wěn)泡劑聚乙烯醇(PVA)之后加熱發(fā)泡制備細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料，所制細(xì)菌纖維素泡沫材料孔洞規(guī)整，孔徑可達(dá)5 20 μ m。本發(fā)明有效地將AC發(fā)泡劑引入已成形細(xì)菌纖維素膜中，且其分解溫度適宜，工藝方法簡(jiǎn)單，制備周期短，并且不破壞原有的細(xì)菌纖維素自身化學(xué)結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于多種實(shí)用領(lǐng)域。本發(fā)明的一種細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)橢圓形孔洞，孔洞之間相互貫通，其孔徑為5 20 μ m。本發(fā)明還提供了一種細(xì)菌纖維素泡沫材料的制備方法，包括如下步驟(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的pH 值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為1 3%的NaOH堿性溶液中12 Mh， 取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為 3 10 1 5 100，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；或者同時(shí)加入少量表面活性劑，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；所述表面活性劑與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為1 10 15;(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中， 并不斷進(jìn)行攪拌3 證；(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體(PVA)，放置于去離子水中并加熱至80 100°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；所述聚乙烯醇固體與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為2 6 1 ；(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至50 120°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，殘留物質(zhì)完全溶解去除，然后用去離子水洗滌5 10次，在-20 -40°C條件下冷凍6 12h，再將其進(jìn)行冷凍干燥M 48h，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；其中，所述表面活性劑為非離子表面活性劑，聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯(吐溫-80)或山梨糖醇酐油酸酯(斯盤-80)。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于利用AC發(fā)泡劑可制備已成型后的細(xì)菌纖維素膜多孔泡沫材料。本發(fā)明的另一優(yōu)勢(shì)在于AC發(fā)泡劑能夠均勻的分散在已成形的細(xì)菌纖維膜中，而不是添加到溶解后細(xì)菌纖維素原料中來達(dá)到有效分散AC發(fā)泡劑并進(jìn)行發(fā)泡。本發(fā)明的再一優(yōu)勢(shì)在于AC發(fā)泡劑是在堿性NaOH溶液對(duì)細(xì)菌纖維素膜進(jìn)行發(fā)泡制孔，溫度控制在50 120°C的適宜范圍。本發(fā)明的再一優(yōu)勢(shì)在于在添加了 AC發(fā)泡劑的同時(shí)，還加入了表面活性劑(吐溫-80和斯盤-80)及其PVA穩(wěn)泡劑來控制發(fā)泡過程中氣泡的釋放和孔洞的形成。其所得到的孔洞規(guī)整，孔徑可達(dá)5 20 μ m，并且力學(xué)性能良好。有益效果本發(fā)明利用AC發(fā)泡劑制備了一種已成型的細(xì)菌纖維素膜多孔泡沫材料，提出了一種制備成型產(chǎn)品多孔泡沫材料的新型工藝方法。該細(xì)菌纖維素泡沫材料具有規(guī)整微米級(jí)孔洞結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，能夠在冷凍干燥后仍然保持較大的吸水量。在制備工藝中，AC發(fā)泡劑通過溶解在NaOH堿性溶液中，均勻分散在已成形的細(xì)菌纖維素膜中，并在表面活性劑(吐溫-80和斯盤-80)和穩(wěn)定劑(PVA)作用下，加熱分解釋放出大量氣體來制備細(xì)菌纖維素泡沫材料，所形成的泡沫孔洞排列十分規(guī)整均勻，孔徑大小可達(dá)5 20 μ m，纖維結(jié)構(gòu)保持良好，并具有很好的水通量。其制備工藝簡(jiǎn)單、高效、時(shí)間周期短，可應(yīng)用于水處理、防護(hù)材料、 組織工程等熱門領(lǐng)域。


圖1是細(xì)菌纖維素局部表面掃描電鏡2是細(xì)菌纖維素局部納米三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模擬3是發(fā)泡劑、乳化劑和穩(wěn)泡劑吸附在細(xì)菌纖維素上模擬4是細(xì)菌纖維素泡沫材料局部多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模擬5是細(xì)菌纖維素泡沫材料局部多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。本發(fā)明的一種細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)橢圓形孔洞，并相互平行規(guī)整排列，孔洞之間相互貫通，其孔徑為5 20 μ m ；外觀為白色泡沫狀。本發(fā)明所提供一種細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料及其制備方法，其制孔原理如下所述細(xì)菌纖維素本身具有獨(dú)特的三維網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)(如圖1所示)，孔徑間隙大約100 200nm，圖2所示的曲線是圖1中局部結(jié)構(gòu)的模擬圖。通過充分吸附AC發(fā)泡劑、乳化劑和穩(wěn)泡劑之后(如圖3所示)，在高溫下AC發(fā)泡劑分解，釋放出大量氮?dú)?、一氧化碳和氨氣并在水溶液中形成氣泡，使得?xì)菌纖維素的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)受到氣泡壓力的影響而形成規(guī)整的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。表面活性劑(吐溫-80、司盤-80)和穩(wěn)泡劑(PVA)在制備的過程中主要起到控制氣泡穩(wěn)定時(shí)間和氣體釋放速度的作用。如圖4所示，通過在發(fā)泡劑的作用下，形成了多孔細(xì)菌纖維素三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并且規(guī)整有序，孔徑大小可達(dá)5 20 μ m。這種細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料能夠保持較好的力學(xué)性能、冷凍干燥后仍能保持較大的吸水含量，圖5為細(xì)菌纖維素泡沫材料局部多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)掃描電鏡圖。實(shí)施例1(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的pH 值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為的NaOH堿性溶液中Mh，取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為 3:1: 100，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中， 并不斷進(jìn)行攪拌池；
(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為2 1，放置于去離子水中并加熱至80°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至50°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，殘留物質(zhì)完全溶解去除，然后用去離子水洗滌5次，在-20°C條件下冷凍12h， 再將其進(jìn)行冷凍干燥Mh，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；實(shí)施例2(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的pH 值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為的NaOH堿性溶液中Mh，取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為 3:1: 100，同時(shí)加入表面活性劑吐溫-80，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為1 10，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中， 并不斷進(jìn)行攪拌池；(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為2 1，放置于去離子水中并加熱至80°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至50°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，殘留物質(zhì)完全溶解去除，然后用去離子水洗滌5次，在-20°C條件下冷凍12h， 再將其進(jìn)行冷凍干燥Mh，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；實(shí)施例3(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的pH 值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為的NaOH堿性溶液中Mh，取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為 3:1: 100，同時(shí)加入表面活性劑斯盤-80，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為1 10，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中， 并不斷進(jìn)行攪拌池；(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為2 1，放置于去離子水中并加熱至80°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至50°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；
(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，殘留物質(zhì)完全溶解去除，然后用去離子水洗滌5次，在-20°C條件下冷凍12h， 再將其進(jìn)行冷凍干燥Mh，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；實(shí)施例4(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的PH 值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為2%的NaOH堿性溶液中18h，取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為 5:3: 100，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中， 并不斷進(jìn)行攪拌4h ；(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為4 1，放置于去離子水中并加熱至90°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至80°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，殘留物質(zhì)完全溶解去除，然后用去離子水洗滌7次，在-30°C條件下冷凍18h， 再將其進(jìn)行冷凍干燥36h，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；實(shí)施例5(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的pH 值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為2%的NaOH堿性溶液中Mh，取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為 5:3: 100，同時(shí)加入表面活性劑吐溫-80，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為1 13，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中， 并不斷進(jìn)行攪拌4h ；(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為4 1，放置于去離子水中并加熱至90°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至80°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，殘留物質(zhì)完全溶解去除，然后用去離子水洗滌7次，在-30°C條件下冷凍18h， 再將其進(jìn)行冷凍干燥36h，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；實(shí)施例6(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的pH 值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為2%的NaOH堿性溶液中Mh，取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為 5:3: 100，同時(shí)加入表面活性劑斯盤-80，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為1 13，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中， 并不斷進(jìn)行攪拌4h ；(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為4 1，放置于去離子水中并加熱至90°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至80°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，殘留物質(zhì)完全溶解去除，然后用去離子水洗滌7次，在-30°C條件下冷凍18h， 再將其進(jìn)行冷凍干燥36h，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；實(shí)施例7(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的pH 值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為3%的NaOH堿性溶液中Mh，取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為 10 5 100，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中， 并不斷進(jìn)行攪拌證；(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為6 1，放置于去離子水中并加熱至100°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至120°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，殘留物質(zhì)完全溶解去除，然后用去離子水洗滌10次，在-40°c條件下冷凍Mh， 再將其進(jìn)行冷凍干燥48h，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；實(shí)施例8(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的pH 值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為3%的NaOH堿性溶液中Mh，取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為 10 5 100，同時(shí)加入表面活性劑吐溫-80，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為1 15，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中， 并不斷進(jìn)行攪拌證；
(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為6 1，放置于去離子水中并加熱至100°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至120°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，殘留物質(zhì)完全溶解去除，然后用去離子水洗滌10次，在-40°c條件下冷凍Mh， 再將其進(jìn)行冷凍干燥48h，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；實(shí)施例9(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的pH 值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為3%的NaOH堿性溶液中Mh，取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為 10 5 100，同時(shí)加入表面活性劑斯盤-80，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為1 15，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中， 并不斷進(jìn)行攪拌證；(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體，其與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為6 1，放置于去離子水中并加熱至100°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至120°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，殘留物質(zhì)完全溶解去除，然后用去離子水洗滌10次，在-40°c條件下冷凍Mh， 再將其進(jìn)行冷凍干燥48h，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；
權(quán)利要求
1.一種細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料，其特征是細(xì)菌纖維素膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)橢圓形孔洞，孔洞之間相互貫通，其孔徑為5 20 μ m。
2.如權(quán)利要求1所述的一種細(xì)菌纖維素泡沫材料的制備方法，其特征是包括如下步驟(1)預(yù)處理首先用去離子水將細(xì)菌纖維素膜洗滌數(shù)遍，直至細(xì)菌纖維素膜的PH值為中性，然后將細(xì)菌纖維素膜浸泡在質(zhì)量濃度為1 3%的NaOH溶液中12 Mh，取出細(xì)菌纖維素膜后備用；(2)配制發(fā)泡溶液在反應(yīng)容器中加入AC發(fā)泡劑、NaOH和去離子水，其質(zhì)量比例為3 10 1 5 100，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；或者同時(shí)加入少量表面活性劑，充分?jǐn)嚢枞芙夂笾敝磷兂赏该鼽S色溶液，即配制成發(fā)泡溶液；所述表面活性劑與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為1 10 15;(3)浸泡預(yù)處理膜將步驟(1)處理后的細(xì)菌纖維素膜浸泡在所述的發(fā)泡溶液中，并不斷進(jìn)行攪拌3 證；(4)配制聚乙烯醇溶液稱取一定質(zhì)量的聚乙烯醇固體，放置于去離子水中并加熱至 80 100°C，直至完全溶解并進(jìn)行保溫；所述聚乙烯醇固體與AC發(fā)泡劑的質(zhì)量比例為2 6:1;(5)加熱發(fā)泡將配制好的聚乙烯醇溶液倒入步驟(3)的所述浸泡有細(xì)菌纖維素膜的發(fā)泡溶液中，并升溫至50 120°C使反應(yīng)，同時(shí)不斷攪拌，待反應(yīng)溶液由透明黃色變至透明無色時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，得到發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜；(6)洗滌冷凍干燥用無水乙醇洗滌所述的發(fā)泡細(xì)菌纖維素膜數(shù)次，當(dāng)無水乙醇不再變渾濁，然后用去離子水洗滌5 10次，在-20 _40°C條件下冷凍6 12h，再將其進(jìn)行冷凍干燥M 48h，即得到細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料；其中，所述表面活性劑為非離子表面活性劑，為聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯或山梨糖醇酐油酸酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料及其制備方法，具體是指一種利用偶氮二甲酰胺(AC發(fā)泡劑)制備成型細(xì)菌纖維素膜的泡沫材料及其制備方法。本發(fā)明的一種細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料，細(xì)菌纖維素膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)橢圓形孔洞，孔洞之間相互貫通，其孔徑為5～20μm。本發(fā)明的一種細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料的制備方法是通過偶氮二甲酰胺作為發(fā)泡劑并且添加表面活性劑和穩(wěn)泡劑配制成發(fā)泡溶液，將成型的細(xì)菌纖維素膜充分浸泡在該發(fā)泡溶液中后加熱發(fā)泡制備細(xì)菌纖維素多孔泡沫材料，其工藝有效地將AC發(fā)泡劑引入已成型細(xì)菌纖維素膜中，其分解溫度適宜，工藝方法簡(jiǎn)單，制備周期短，并且不破壞原有的細(xì)菌纖維素自身化學(xué)結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用于多種工業(yè)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08J7/00GK102276876SQ20111019182
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月10日
發(fā)明者尹娜, 李喆, 歐陽(yáng)煬, 湯廉, 洪楓, 王華平, 王寶春, 陳仕艷 申請(qǐng)人:東華大學(xué)