【摘 要】
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生物质资源以其良好的生物性、可再生性等优点,成为了可持续发展研究的重要方向。纤维素是自然界中储量最为丰富的生物质资源,具有来源广泛、绿色无毒、可再生、生物可降解等优点,成为了最具可持续发展应用的天然高分子材料。纤维素氨基甲酸酯是纤维素衍生物的一种,纤维素氨基甲酸酯法是一种新型纤维素生产工艺,其生产设备与黏胶法的工艺设备类似,可以最大限度的利用原有的设备,大大降低企业成本;同时,由于制备工艺绿色环保
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生物质资源以其良好的生物性、可再生性等优点,成为了可持续发展研究的重要方向。纤维素是自然界中储量最为丰富的生物质资源,具有来源广泛、绿色无毒、可再生、生物可降解等优点,成为了最具可持续发展应用的天然高分子材料。纤维素氨基甲酸酯是纤维素衍生物的一种,纤维素氨基甲酸酯法是一种新型纤维素生产工艺,其生产设备与黏胶法的工艺设备类似,可以最大限度的利用原有的设备,大大降低企业成本;同时,由于制备工艺绿色环保,不会产生CS2和H2S等污染问题,使其成为最有希望替代黏胶法的生产工艺,成为近年来纤维素生产开发的研究热点。纤维素作为大分子多糖并不具备抗菌性能,很容易被细菌侵蚀,会对人体健康造成威胁,限制了纤维素材料的进一步应用,因此赋予纤维素材料抗菌性能具有重要的实用价值。纤维素氨基甲酸酯中含有大量酰胺基团,通过溶解纤维素氨基甲酸酯制备的膜和纤维材料中也含有酰胺基团,这种原位改性使纤维素氨基甲酸酯材料可作为N-卤胺的前体,具有潜在的抗菌功能,可用于开发新型抗菌纤维素材料。本研究以木浆纤维素为原料制备了纤维素氨基甲酸酯,并利用碱/尿素溶解体系制备了纤维素氨基甲酸酯薄膜和纤维。基于纤维素氨基甲酸酯中的N-卤胺前体—酰胺基团,探究了氯化处理制备抗菌纤维素氨基甲酸酯产品的可行性。采用平板计数法评估了样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能。利用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、能量分散X射线谱(EDX)等方法对产物的结构和性能进行了表征。结果表明:纤维素氨基甲酸酯膜和纤维可以被氯化为N-卤胺抗菌产品,在接触后1 min内可以灭活浓度为10~7 CFU/m L大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,并且氯化处理不会破坏纤维素氨基甲酸酯膜和纤维原有的形态结构、晶体结构、热稳定性等理化性能;膜和纤维不仅具备出色抗菌性能,二者的断裂强度和断裂伸长率仍保持在148.6 MPa和8.1%与12.1 c N/tex和41.4%。以上研究为推进抗菌纤维素材料的开发提供了理论和实验依据。
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