本發(fā)明涉及纖維素技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的制備方法。

背景技術(shù)：

細(xì)菌纖維素是由微生物發(fā)酵而成的高分子化合物，不同條件下能夠產(chǎn)生細(xì)菌纖維素的微生物菌屬有許多種，包括醋酸菌屬，固氮菌屬，根瘤菌屬，產(chǎn)堿桿菌屬，假單胞桿菌屬，土壤桿菌屬，八疊球菌屬和無(wú)色桿菌屬等。其中木醋桿菌是目前人們?cè)趯?shí)驗(yàn)及生產(chǎn)中研究最為普遍的，而且它是應(yīng)用到生產(chǎn)細(xì)菌纖維素最多的一種菌屬，木醋桿菌合成纖維素的機(jī)理如下：木醋桿菌在通風(fēng)攪拌或靜置培養(yǎng)的情況下，細(xì)菌細(xì)胞壁孔道中會(huì)分泌出與細(xì)胞縱向軸向平行的最小構(gòu)成單元—亞小纖維，然后寬度為1.78納米的亞小纖維相互間以鍵連接成直徑為3～4納米的微纖維，一束束微纖維平行排列相互纏結(jié)形成寬度為40～100納米的纖維絲帶。纖維絲帶具有高度結(jié)晶性，長(zhǎng)度不定，其結(jié)晶方式與植物纖維的“ 纖維素Ⅰ”相同，寬度比植物纖維要細(xì)。此外在細(xì)菌纖維素合成過(guò)程當(dāng)中，通過(guò)添加一些特定的物質(zhì)，可得到所需特性的改性纖維。

細(xì)菌纖維素作為一種新型生物材料，因?yàn)槠洫?dú)特的吸水性、生物適應(yīng)性、高結(jié)晶度、高機(jī)械強(qiáng)度以及良好的納米纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等諸多方面的優(yōu)良性能，在生物醫(yī)學(xué)工程、制漿造紙、聲控器材、紡織和食品工業(yè)等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用和發(fā)展前景，并且是特種紙及國(guó)際生物醫(yī)用材料研究的熱點(diǎn)之一。近年來(lái)，細(xì)菌纖維素在高強(qiáng)度紙、食品工程、聲音振動(dòng)膜、人造皮膚、新型傷口包扎材料等產(chǎn)品的制造已進(jìn)入實(shí)用化階段。

納米纖維是指直徑處在納米尺度范圍(1～100nm)內(nèi)的纖維，根據(jù)其組成成分可分為聚合物納米纖維、無(wú)機(jī)納米纖維及有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合納米纖維。納米纖維具有孔隙率高、比表面積大、長(zhǎng)徑比大、表面能和活性高、纖維精細(xì)程度和均一性高等特點(diǎn)，同時(shí)納米纖維還具有納米材料的一些特殊性質(zhì)，如由量子尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)帶來(lái)的特殊的電學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)性質(zhì)。納米纖維主要應(yīng)用在分離和過(guò)濾、生物及醫(yī)學(xué)治療、電池材料、聚合物增強(qiáng)、電子和光學(xué)設(shè)備和酶及催化作用等方面。

隨著納米纖維材料在各領(lǐng)域應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,納米纖維的制備技術(shù)也得到了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新。到目前為止，納米纖維的制備方法主要包括化學(xué)法、相分離法、自組裝法和紡絲加工法等。而紡絲加工法被認(rèn)為是規(guī)?；苽涓呔畚锛{米纖維最有前景的方法,主要包括靜電紡絲法、雙組份復(fù)合紡絲法、熔噴法和激光拉伸法等。

由于納米纖維具有獨(dú)特性能，其已成為材料科學(xué)領(lǐng)域研究的重點(diǎn)之一。納米纖維應(yīng)用在復(fù)合材料增強(qiáng)、過(guò)濾、組織工程、藥物緩釋、傳感等領(lǐng)域的研究已取得了豐碩的成果。

納米纖維具有超大比表面積、超細(xì)孔隙度和良好的機(jī)械特性等其它纖維所不能擁有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)而廣泛用于組織工程支架、藥物傳輸、過(guò)濾介質(zhì)、人造血管、生物芯片、納米傳感器、光學(xué)、復(fù)合材料等領(lǐng)域。因此纖維素基的納米纖維素也越來(lái)越受到重視，然而，目前世界上納米纖維素大多是從植物纖維中提取，生產(chǎn)效率普遍很低、可提供的納米纖維種類(lèi)有限、纖維素的純度也不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述納米纖維存在的生產(chǎn)效率普遍很低、可提供的納米纖維種類(lèi)有限、纖維素的純度不高的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高純度的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的制備方法，所述制備方法簡(jiǎn)單、高效，制備得到的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維具有純度高，纖維尺寸可控等特點(diǎn)，可用用于電池隔膜、空氣過(guò)濾、水過(guò)濾、特種紙等領(lǐng)域。本發(fā)明所述的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的制備工藝簡(jiǎn)單，纖維尺寸可控，可大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明是通過(guò)以下措施實(shí)現(xiàn)的：

一種細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的制備方法，將細(xì)菌纖維素經(jīng)過(guò)機(jī)械預(yù)切割成塊狀膜片，分散到水中，在流體力場(chǎng)中進(jìn)行疏解，稀釋后加入分散劑分散，即得；

所述分散劑為聚氧化乙烯、六偏磷酸鈉和吐溫80中的一種以上，添加濃度為0.02-0.04%。

所述的制備方法，優(yōu)選所述分散劑為聚氧化乙烯和吐溫80按照重量比1:1混合得到的，或者聚氧化乙烯、六偏磷酸鈉和吐溫80按照重量比1：1：1混合得到的。

所述的制備方法，優(yōu)選塊狀膜片的大小在10cm²-20cm²范圍內(nèi)。

所述的制備方法，優(yōu)選塊狀膜片分散到水中的濃度為0.03-0.05%。

所述的制備方法，優(yōu)選疏解轉(zhuǎn)速為1000-2000轉(zhuǎn)/min。

所述的制備方法，優(yōu)選疏解稀釋后的濃度為0.01-0.02%。

所述的制備方法，優(yōu)選加入分散劑后在超聲波條件下分散30-60min。

所述的制備方法，優(yōu)選細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的纖維素含量≥99%，α纖維素含量≥95%，纖維尺寸為0.05 -20微米。

所述的制備方法，優(yōu)選所述的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維用于電池隔膜、空氣過(guò)濾、水過(guò)濾、特種紙領(lǐng)域。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明的細(xì)菌纖維素膜的纖維再生方法，很好的保持了細(xì)菌纖維素膜原有微觀結(jié)構(gòu)的納米纖維特征，對(duì)進(jìn)一步拓展細(xì)菌纖維素的應(yīng)用領(lǐng)域提供了新的路徑。本發(fā)明所述的細(xì)菌纖維素膜的制備微細(xì)纖維的方法，具有效率高、制備工藝簡(jiǎn)單、纖維特征可控、可規(guī)模化生產(chǎn)的特點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

將細(xì)菌纖維素膜利用機(jī)械切割處理，將纖維素膜切割成10cm²塊狀膜片，將預(yù)機(jī)械切割的細(xì)菌纖維素膜分散到水中，濃度控制在0.05%，混合均勻，然后在流體力場(chǎng)中進(jìn)行疏解，水力疏解轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min。將水力疏解的細(xì)菌纖維素膜，稀釋至濃度為0.01%%，加入0.04%的分散劑聚氧化乙烯在超聲波條件下分散60min，得到的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的尺寸0.1-0.2微米。

實(shí)施例2

將細(xì)菌纖維素膜利用機(jī)械切割處理，將纖維素膜切割成10cm²塊狀膜片，將預(yù)機(jī)械切割的細(xì)菌纖維素膜分散到水中，濃度控制在0.05%，混合均勻，然后在流體力場(chǎng)中進(jìn)行疏解，水力疏解轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min。將水力疏解的細(xì)菌纖維素膜，稀釋至濃度為0.01%%，加入0.04%的分散劑聚氧化乙烯：吐溫-80=1:1，在超聲波條件下分散60min，得到的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的尺寸0.05-0.1微米。

實(shí)施例3

將細(xì)菌纖維素膜利用機(jī)械切割處理，將纖維素膜切割成15cm²塊狀膜片，將預(yù)機(jī)械切割的細(xì)菌纖維素膜分散到水中，濃度控制在0.04%，混合均勻，然后在流體力場(chǎng)中進(jìn)行疏解，水力疏解轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min。將水力疏解的細(xì)菌纖維素膜，稀釋至濃度為0.015%，加入0.03%的分散劑聚氧化乙烯，在超聲波條件下分散45min，得到的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的尺寸為4-6微米。

實(shí)施例4

將細(xì)菌纖維素膜利用機(jī)械切割處理，將纖維素膜切割成20cm²塊狀膜片，將預(yù)機(jī)械切割的細(xì)菌纖維素膜分散到水中，濃度控制在0.03%，混合均勻，然后在流體力場(chǎng)中進(jìn)行疏解，水力疏解轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/min。將水力疏解的細(xì)菌纖維素膜，稀釋至濃度為0.02%，加入0.02%的分散劑聚氧化乙烯，在超聲波條件下分散30min，得到的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的尺寸為18-20微米。

實(shí)施例5

將細(xì)菌纖維素膜利用機(jī)械切割處理，將纖維素膜切割成10cm²塊狀膜片，將預(yù)機(jī)械切割的細(xì)菌纖維素膜分散到水中，濃度控制在0.05%，混合均勻，然后在流體力場(chǎng)中進(jìn)行疏解，水力疏解轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min。將水力疏解的細(xì)菌纖維素膜，稀釋至濃度為0.01%%，加入0.04%的分散劑六偏磷酸鈉在超聲波條件下分散60min，得到的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的尺寸為16-18微米。

實(shí)施例6

將細(xì)菌纖維素膜利用機(jī)械切割處理，將纖維素膜切割成10cm²塊狀膜片，將預(yù)機(jī)械切割的細(xì)菌纖維素膜分散到水中，濃度控制在0.05%，混合均勻，然后在流體力場(chǎng)中進(jìn)行疏解，水力疏解轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min。將水力疏解的細(xì)菌纖維素膜，稀釋至濃度為0.01%%，加入0.04%的分散劑吐溫-80在超聲波條件下分散60min，得到的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的尺寸為3-5微米。

實(shí)施例7

將細(xì)菌纖維素膜利用機(jī)械切割處理，將纖維素膜切割成10cm²塊狀膜片，將預(yù)機(jī)械切割的細(xì)菌纖維素膜分散到水中，濃度控制在0.05%，混合均勻，然后在流體力場(chǎng)中進(jìn)行疏解，水力疏解轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min。將水力疏解的細(xì)菌纖維素膜，稀釋至濃度為0.01%，加入0.04%的分散劑聚氧化乙烯、吐溫-80、六偏磷酸鈉的比例為1:1:1，在超聲波條件下分散60min，得到的細(xì)菌纖維素微細(xì)纖維的尺寸為0.01-0.05微米。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受實(shí)施例的限制，其它任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所做的改變、修飾、組合、替代、簡(jiǎn)化均應(yīng)為等效替換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。