目前,细菌纤维素的相关研究已经取得了丰硕的成果,特别是在纤维素衍生物,改性细菌纤维素功能材料,纳米纤维生物功能材料等领域。细菌纤维素的开发与利用也引起了许多科研单位的重视。但是随着研究的深入发现结晶度高造成了难以溶解,难以加工,并且官能团单一,造成功能性不足,限制了进一步发展。而为了使其功能性增加,只有对细菌纤维素进行改性,使改性后细菌纤维素结晶的溶解性能提高,并增加它的功能性官能团,是细菌纤维素的主要发展方向[23]。75022

纤维素的亲水性通常会导致纤维素和疏水性聚合物基质之间的相容性变差。这将导致粒子和结构之间的应力传递效率变差。为了发掘细菌纤维素的全部潜力,发掘纳米填覆料的复合材料,改性是一种可行性很高的方式,它仅仅改变细菌纤维素的少数基团性质而没有影响其整体性能,例如纤维素酯类,醋酸纤维素。这将意味着细菌纤维素和疏水性聚合物(如聚乳酸)结合可以提高相容性或提高吸附表面活性。通过纤维素表面的研究,目的是将纤维素结构功能化并且提高其兼容性[24]。

普遍改性方法有两种,一是在细菌纤维素生物合成的时候(即发酵的时候)对其培养基添加改性物质,使其结构和性能从合成时就进行调控,但是该过程在生物合成的过程中进行,变量太多、研究、检测多有不便。而第二种方法是在细菌纤维素纯化分离之后,对其进行改性或者表面修饰,使其官能团的增加并带来相关功能的改善,即化学改性。

虽然对于纤维素改性的研究由来已久,但是对细菌纤维素吸油方面改性的研究却并不是很多,经上述对于细菌纤维素的理化性质介绍,可以得知细菌纤维素具有很高吸水性和保水性,并且生产便宜,原料易得,降解快、降解后对环境无污染等优点。如果能将其改变性质,改成吸油后对吸油材料发展提供了另一种可能。

在当今工业发展的过程中,油类的重要性不言而喻。各种油类在运送、使用过程中会出现滴漏、泄漏、溅射等状况,对工业生产和生活环境都会造成不同程度的影响。如森林、水源、农田等区域遭到污染对环境有很大程度破坏。特别是一些特殊的油类,会造成更为严重的影响,如原油、矿物基润滑油等,这些油通常情况下生物降解能力非常差,污染土壤、水资源,还会破坏生态环境、造成生态失衡等严重问题。因此吸油材料在上世纪70年代就已经成为人们研究的方向,主要研究应用于海洋漏油事故的吸油材料,而工业发展过程中的细微漏油造成的损失也不容忽视,但目前针对工业漏油处理材料类的产品还有很多不足[25]。

改性细菌纤维素对于解决溢油事件引发的问题,可以为一种修复剂,缓和目前土壤严重污染、土质降低等问题。也可作为一种吸附剂,降低工业废水中的重金属含量。据相关部门报道,全球有大量石油流入海洋,其中因为油轮事故流入海洋的石油每年多达的38万吨[26]。就我国沿海地区而言,发生的船只溢油事件近年来至少有三千多起。据统计,较严重的船舶污染事故每年发生1。71次,每次事故的溢油量超过500t,溢油总量达近4万吨。更为严重的是中国以不同形式流入大海的石油平均每年有12万吨左右,无疑是对于不可再生资源的严重浪费,而且会造成水资源的严重污染。而流入海洋的石油不易降解,长期停滞在海面上,若不能及时妥善处理,不但影响海洋系统的自我的净化能力,而且会造成全球生态循环系统紊乱。现在普遍采用吸油材料去除流入海洋的石油,这些吸油材料除了吸油效率显著之外,还具备疏水性、回油性,以及生物可降解等特性,更为重要的是还要考虑材料本身的生产成本[27]。

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