漆酶/TEMPO氧化纤维素接枝壳聚糖制备生物活性纤维的研究
发布时间：2021-11-16 23:11
研究通过一种绿色、无污染的生物和化学方法对天然棉纤维进行改性,制备出纤维素衍生物来扩大纤维素的应用价值和领域。首先使用漆酶/TEMPO催化体系对天然棉纤维进行选择性催化氧化,将纤维素C-6上的伯羟基氧化成醛基,其次利用席夫碱反应将壳聚糖接枝到改性后的棉纤维上,使棉纤维与壳聚糖通过化学键结合在一起,形成一种具有席夫碱结构的新型功能材料。这种新型材料不仅具备天然纤维素的特性,而且具备了壳聚糖的特性,同时还增加了席夫碱的特性。通过实验对氧化反应条件、接枝产物的表征及接枝产物的性能三个方面进行了研究。首先研究了漆酶/TEMPO催化体系氧化纤维素过程中TEMPO浓度和氧化时间对醛基含量的影响,确定了醛基最大量时的反应条件:浆浓为1%时,TEMPO浓度为40 mmol/L,反应时间为12 h。其次,通过红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）、扫描电镜-X-射线能谱法（SEM-EDXA）、X射线衍射法（XRD）和热重分析（TGA）对氧化棉纤维和接枝产物的表面和结构进行了表征。表征结果显示:接枝产物红外光谱上1637cm-1处出现了一个新的吸收峰,是-C=N-的伸缩振动,这是席夫碱的特征官能团,表...
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－５接枝产物的显色反应??
Ｉ?ＩＩ??ａ原纤维?ｂ氧化棉纤维?ｃ接枝产物??图３－５接枝产物的显色反应??Ｆｉｇ．?３－５?Ｔｈｅ?ｃｏｌｏｒ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇｒａｆｔ?ｐｒｏｄｕｃｔ??在沸水浴条件及微弱酸性环境下，壳聚糖上的－ｎｈ２与茚三酮反应生成紫黑色的化??合物，其显色结果如图３－５所示，这种方法经常被用来检测－ＮＨ２的存在。从图３－５中??２５??
为进一步分析改性纤维，使用扫描电镜（ＳＥＭ）对改性纤维表面形貌进行了观察??研究。??棉纤维、氧化棉纤维及其与壳聚糖接枝的接枝产物的扫描电镜照片如图３－６、图??３－７、图３－８和图３－９所示。由图可以看到，三者之间存在着较为明显的差异。原棉纤??维（图３－６）表面相对比较光滑、平整，部分区域有一些细长的条纹。氧化棉纤维（图??３－７）表面形态与原棉纤维基本相似，但与原棉纤维相比发生了较明显的刻蚀迹象，出??现了许多细小的刻蚀条纹与沟槽，褶皱增多，变得比较粗糙，比表面积增加。这是由??于漆酶／ＴＥＭＰＯ氧化体系的氧化只是作用在棉纤维表面的无定形区和部分结构不稳定??的位置，导致轻微剥损与溶失，而无法作用在棉纤维内部结晶区。这一结果与氧化棉??纤维的ＸＲＤ检测分析结果一致。壳聚糖接枝的接枝产物（图３－８）的表面则出现出了??独特的形态。其表面上有明显的侵蚀条痕，与氧化棉纤维相比，表面上的条痕变宽加??深，这一现象说明壳聚糖小分子对棉纤维结构具有破坏作用。这一结果与壳聚糖接枝??的接枝产物ＸＲＤ检测分析结果一致。另外
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然系抗菌纺织品的开发进展[J]. 徐奕,周衡书,刘晋夫,钟文燕. 成都纺织高等专科学校学报. 2017(04)
[2]纤维素氧化概述[J]. 张云凤,李嘉敏,王柏芳. 化工技术与开发. 2017(02)
[3]羧甲基壳聚糖席夫碱的制备及抗菌性能研究[J]. 申宏杰,董朝红,吕洲,王鹏,李学超. 纤维素科学与技术. 2014(04)
[4]C6位氧化型细菌纤维素/壳聚糖复合材料的制备及表征[J]. 廖世波,黄淑玉,赖琛,奚廷斐,吴敏,刘玉萍,晏益民,涂丹,谷穗,刘峰. 中国生物医学工程学报. 2014(05)
[5]壳聚糖接枝改性单羧基棉织物的结构及性能[J]. 许云辉,刘新,张英. 纺织学报. 2014(06)
[6]纺织品抗菌整理剂研究进展[J]. 陈仕国,郭玉娟,陈少军,戈早川. 材料导报. 2012(07)
[7]纳米氧化锌抗菌性能及机制[J]. 胡占江,赵忠,王雪梅. 中国组织工程研究. 2012(03)
[8]二氧化钛负载细菌纤维素纳米复合材料的抗菌性及细胞相容性的研究[J]. 张秀菊,陈文彬,林志丹. 化学世界. 2011(11)
[9]氨基酸席夫碱的合成及性质研究[J]. 赵小菁,张丽影,金黎明,范圣第. 有机化学. 2011(09)
[10]季铵盐高分子抗菌剂的工艺优化与抗菌性能研究[J]. 董卫民,左华江,吴丁财,符若文. 离子交换与吸附. 2011(01)
博士论文
[1]基于漆酶/TEMPO体系的纸浆纤维改性和应用研究[D]. 许士玉.东北林业大学 2013
硕士论文
[1]纤维素/壳聚糖抗菌膜的制备与表征[D]. 周永辉.福建农林大学 2013
[2]新型高分子抗菌材料的合成及抑菌性研究[D]. 常彩萍.西北师范大学 2010
[3]壳聚糖及其表面活性剂复合物的抗菌性与抗菌机理的研究[D]. 刘慧.武汉大学 2004
本文编号：3499745
【文章来源】：天津科技大学天津市
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－５接枝产物的显色反应??
Ｉ?ＩＩ??ａ原纤维?ｂ氧化棉纤维?ｃ接枝产物??图３－５接枝产物的显色反应??Ｆｉｇ．?３－５?Ｔｈｅ?ｃｏｌｏｒ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｇｒａｆｔ?ｐｒｏｄｕｃｔ??在沸水浴条件及微弱酸性环境下，壳聚糖上的－ｎｈ２与茚三酮反应生成紫黑色的化??合物，其显色结果如图３－５所示，这种方法经常被用来检测－ＮＨ２的存在。从图３－５中??２５??
为进一步分析改性纤维，使用扫描电镜（ＳＥＭ）对改性纤维表面形貌进行了观察??研究。??棉纤维、氧化棉纤维及其与壳聚糖接枝的接枝产物的扫描电镜照片如图３－６、图??３－７、图３－８和图３－９所示。由图可以看到，三者之间存在着较为明显的差异。原棉纤??维（图３－６）表面相对比较光滑、平整，部分区域有一些细长的条纹。氧化棉纤维（图??３－７）表面形态与原棉纤维基本相似，但与原棉纤维相比发生了较明显的刻蚀迹象，出??现了许多细小的刻蚀条纹与沟槽，褶皱增多，变得比较粗糙，比表面积增加。这是由??于漆酶／ＴＥＭＰＯ氧化体系的氧化只是作用在棉纤维表面的无定形区和部分结构不稳定??的位置，导致轻微剥损与溶失，而无法作用在棉纤维内部结晶区。这一结果与氧化棉??纤维的ＸＲＤ检测分析结果一致。壳聚糖接枝的接枝产物（图３－８）的表面则出现出了??独特的形态。其表面上有明显的侵蚀条痕，与氧化棉纤维相比，表面上的条痕变宽加??深，这一现象说明壳聚糖小分子对棉纤维结构具有破坏作用。这一结果与壳聚糖接枝??的接枝产物ＸＲＤ检测分析结果一致。另外
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然系抗菌纺织品的开发进展[J]. 徐奕,周衡书,刘晋夫,钟文燕. 成都纺织高等专科学校学报. 2017(04)
[2]纤维素氧化概述[J]. 张云凤,李嘉敏,王柏芳. 化工技术与开发. 2017(02)
[3]羧甲基壳聚糖席夫碱的制备及抗菌性能研究[J]. 申宏杰,董朝红,吕洲,王鹏,李学超. 纤维素科学与技术. 2014(04)
[4]C6位氧化型细菌纤维素/壳聚糖复合材料的制备及表征[J]. 廖世波,黄淑玉,赖琛,奚廷斐,吴敏,刘玉萍,晏益民,涂丹,谷穗,刘峰. 中国生物医学工程学报. 2014(05)
[5]壳聚糖接枝改性单羧基棉织物的结构及性能[J]. 许云辉,刘新,张英. 纺织学报. 2014(06)
[6]纺织品抗菌整理剂研究进展[J]. 陈仕国,郭玉娟,陈少军,戈早川. 材料导报. 2012(07)
[7]纳米氧化锌抗菌性能及机制[J]. 胡占江,赵忠,王雪梅. 中国组织工程研究. 2012(03)
[8]二氧化钛负载细菌纤维素纳米复合材料的抗菌性及细胞相容性的研究[J]. 张秀菊,陈文彬,林志丹. 化学世界. 2011(11)
[9]氨基酸席夫碱的合成及性质研究[J]. 赵小菁,张丽影,金黎明,范圣第. 有机化学. 2011(09)
[10]季铵盐高分子抗菌剂的工艺优化与抗菌性能研究[J]. 董卫民,左华江,吴丁财,符若文. 离子交换与吸附. 2011(01)
博士论文
[1]基于漆酶/TEMPO体系的纸浆纤维改性和应用研究[D]. 许士玉.东北林业大学 2013
硕士论文
[1]纤维素/壳聚糖抗菌膜的制备与表征[D]. 周永辉.福建农林大学 2013
[2]新型高分子抗菌材料的合成及抑菌性研究[D]. 常彩萍.西北师范大学 2010
[3]壳聚糖及其表面活性剂复合物的抗菌性与抗菌机理的研究[D]. 刘慧.武汉大学 2004
本文编号：3499745
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