CN102250378A - 一种细菌纤维素/聚合物复合膜及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种细菌纤维素/聚合物复合膜及其制备方法，一种细菌纤维素/聚合物复合膜，是由细菌纤维素纤维在聚合物多孔材料上原位复合而成。本发明的方法包括以下步骤：（1）将菌种活化，最终接入液体培养基中培养，将多孔聚合物膜表面在液体培养基中浸润并暴露在空气中；（2）每隔2~3天重复操作，直到形成了复合膜；（3）将复合膜后处理呈中性，即得到细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；（4）将步骤（3）所得干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。本发明解决了单一的细菌纤维素膜力学强度低的问题。利用纤维素大分子上的羟基产生氢键结合，提高了细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜及复合干膜的强度、耐用性和吸水性。
Description
技术领域
本发明涉及一种细菌纤维素复合膜及其制备方法，特别是涉及一种原位复合细菌纤维素复合膜及其制备方法，具体地说是一种由细菌纤维素纤维在聚合物多孔材料上原位复合而成的细菌纤维素复合膜及其制备方法。
背景技术
细菌纤维素是一种新型生物材料，有许多独特的性质：（1）高弹性模量、抗张强度和极佳的形状维持能力；（2）超精细三维网状结构，细菌纤维素是由直径3~4nm的微纤维组合成40~60nm的纤维束，并相互交织形成；（3）具有较高的生物相容性、适应性和良好的生物可降解性。
细菌纤维素由于其独特的织态结构，使其在医用材料、食品工业有着广泛的应用。力学性能是高性能材料的重要指标，而目前的细菌纤维素机械强度还有待提高，并且细菌纤维素孔的均匀度也有待改善。 多孔聚合物膜孔径分布不均，微孔的尺寸和分布会影响到多孔聚合物膜的孔隙率、透气性以及吸液率，多孔聚合物膜的保液性能也不够理想。多数多孔聚合物膜表面有化学物质残留，应用在敷料中与皮肤直接接触会引起过敏不适。因此，我们特此发明细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜及复合干膜。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种细菌纤维素复合膜及其制备方法，特别是提供一种原位复合细菌纤维素复合膜及其制备方法，具体地说是一种由细菌纤维素纤维在聚合物多孔材料上原位复合而成的细菌纤维素复合膜及其制备方法，以弥补现有技术中细菌纤维素力学性能的不足，满足生产和生活的需要。
一种细菌纤维素/聚合物复合膜，是由细菌纤维素纤维在聚合物多孔材料上原位复合而成，所述的细菌纤维素纤维构成三维网状结构；所述的细菌纤维素纤维分布在所述聚合物多孔材料的表面及孔内，所述聚合物多孔材料被包覆在三维网状结构的细菌纤维素纤维中。
作为优选的技术方案：
其中，如上所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜，所述的细菌纤维素是超细三维网状结构，其孔径为0.5~2.0μm，单根细菌纤维素纤维直径为0.01~0.1μm。
如上所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜，所述的聚合物多孔材料是多孔聚合物膜或者聚合物无纺布；所述的聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯中的任一种；所述的多孔聚合物膜孔径为0.02~40μm，孔隙率为30~80%；所述的聚合物无纺布厚度0.2~1.0mm，单位面积重量为30~150g/m2。
如上所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜，所述的细菌纤维素/聚合物复合膜是细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜或细菌纤维素/聚合物复合干膜。
如上所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜，所述的细菌纤维素/聚合物复合干膜的含水率为1~50wt%。
本发明还提供了一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.3~0.6ml的液体培养基，滴入盛菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在25~35℃下培养1~3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔1~3天转移一次，如此重复5~10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于25~35℃，在转速为200~450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养18~25小时，再接入液体培养基中摇匀，于25~35℃将多孔聚合物材料表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中7~10天；
（3）每隔2~3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加2~4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在80~100℃下保温1~2小时，再将其浸泡于80~100℃、1wt%~3wt%的NaOH溶液中，保温1~2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
或者更进一步地，将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，如上所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，所述的干燥的方法可以为冷冻干燥、真空干燥或自然干燥中的任一种。
如上所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，所述的真空干燥温度范围为60~80℃。
如上所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，所述的菌种为木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、土壤杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌或八叠球菌中的一种或几种；
所述的斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖20~150g、酵母膏2~20g，碳酸钙2~30g和琼脂2~30g；
所述的种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖20~120g、蛋白胨2~30g、酵母膏2~10g、蔗糖10~50g、柠檬酸2~10g、Na2HPO4 2~10g和MgSO4 2~10g；
所述的液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖20~150g、蛋白胨2~30g、酵母膏2~20g、柠檬酸2~10g、Na2HPO4 2~10g和碳酸钙2~30g。
如上所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，所述的聚合物多孔材料是多孔聚合物膜或者聚合物无纺布；所述的聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯中的任一种；所述的多孔聚合物膜孔径为0.02~40μm，孔隙率为30~80%；所述的聚合物无纺布厚度0.2~1.0mm，单位面积重量为30~150g/m2。
整个培养及接种过程是在无菌室中完成的。
细菌接种在液体培养基中，获得培养液中的营养成分，通过毛细管效应同时又可以接触到孔内和膜表面的氧气，使得上述细菌合成的细菌纤维素填充在聚合物膜的微孔中及聚合物膜表面。
有益效果
本发明的一种细菌纤维素/聚合物复合膜，孔径小（小于0.5μm），分布均匀，孔隙率大，改善了过滤效果及透气性能。聚合物膜表面形态为网状结构，起支撑骨架的作用，解决了单一的细菌纤维素膜力学强度低的问题。利用纤维素大分子上的羟基产生氢键结合，提高了细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜及复合干膜的强度、耐用性和吸水性。
本发明的一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，特别是一种细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜及复合干膜的原位复合制备方法，细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜及复合干膜具有优良的力学性能，制备工艺简单，易于工业化生产。由于纳米级超细纤维对物体极强的缠绕结合能力和拉力强度，使细菌纤维素与聚合物膜原位复合制得不同形状用途复合膜，并且十分牢固。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例１
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.3ml的液体培养基，滴入盛木醋杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在25℃下培养1天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔1天转移一次，如此重复5次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于25℃，在转速为200r/min的磁力搅拌器下搅拌培养18小时，再接入液体培养基中摇匀，于25℃将多孔聚乙烯膜表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中7天。多孔聚合物膜孔径为0.02~10μm，孔隙率为30%；
（3）每隔2天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加2mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在80℃下保温1小时，再将其浸泡于80℃、1wt%的NaOH溶液中，保温1小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖20g、酵母膏2g，碳酸钙2g和琼脂2g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖20g、蛋白胨2g、酵母膏2g、蔗糖10g、柠檬酸2g、Na2HPO4 2g和MgSO4 2g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖20g、蛋白胨2g、酵母膏2g、柠檬酸2g、Na2HPO4 2g和碳酸钙2g。
实施例2
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.4ml的液体培养基，滴入盛产醋杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在28℃下培养2天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔2天转移一次，如此重复6次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于28℃，在转速为250r/min的磁力搅拌器下搅拌培养20小时，再接入液体培养基中摇匀，于28℃将多孔聚丙烯膜表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中8天。多孔聚丙烯膜孔径为5~20μm，孔隙率为35%；
（3）每隔2天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加2.5mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在85℃下保温1.25小时，再将其浸泡于85℃、1.5wt%的NaOH溶液中，保温1.25小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖30g、酵母膏8g，碳酸钙10g和琼脂10g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖30g、蛋白胨10g、酵母膏4g、蔗糖20g、柠檬酸4g、Na2HPO4 4g和MgSO44g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖30g、蛋白胨10g、酵母膏8g、柠檬酸4g、Na2HPO4 4g和碳酸钙10g。
实施例3
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.5ml的液体培养基，滴入盛醋化杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在30℃下培养2天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔2天转移一次，如此重复7次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于30℃，在转速为300r/min的磁力搅拌器下搅拌培养22小时，再接入液体培养基中摇匀，于30℃将多孔聚酰胺膜表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中9天。多孔聚酰胺膜孔径为10~30μm，孔隙率为40%；
（3）每隔2天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加3mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在90℃下保温1.5小时，再将其浸泡于90℃、2wt%的NaOH溶液中，保温1.5小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜真空干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜，真空干燥温度为70℃。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖40g、酵母膏10g，碳酸钙20g和琼脂20g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖40g、蛋白胨20g、酵母膏6g、蔗糖30g、柠檬酸6g、Na2HPO4 6g和MgSO46g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖40g、蛋白胨20g、酵母膏10g、柠檬酸6g、Na2HPO4 4g和碳酸钙20g。
实施例4
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛巴氏醋杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为400r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚四氟乙烯膜表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚四氟乙烯膜孔径为15~40μm，孔隙率为50%；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖100g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖100g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖40g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖100g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例5
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛土壤杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚偏氟乙烯膜表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚四氟乙烯膜孔径为20~40μm，孔隙率为80%；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖110g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖110g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖110g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例6
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛葡萄糖杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚乙烯无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚乙烯无纺布厚度0.2mm，单位面积重量为30g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例7
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛农杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚丙烯无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚乙烯无纺布厚度0.4mm，单位面积重量为50g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖130g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖130g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例8
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛根瘤菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚酰胺无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚酰胺无纺布厚度0.6mm，单位面积重量为70g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖140g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖140g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例9
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛八叠球菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚四氟乙烯无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚四氟乙烯无纺布厚度0.8mm，单位面积重量为90g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例10
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛木醋杆菌和产醋杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚偏氟乙烯无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚偏氟乙烯无纺布厚度1.0mm，单位面积重量为110g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例11
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛木醋杆菌和土壤杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚偏氟乙烯无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚偏氟乙烯无纺布厚度1.0mm，单位面积重量为110g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例12
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛木醋杆菌和八叠球菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚偏氟乙烯无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚偏氟乙烯无纺布厚度1.0mm，单位面积重量为130g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例13
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛葡萄糖杆菌和产醋杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚乙烯无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚乙烯无纺布厚度1.0mm，单位面积重量为140g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例14
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛木醋杆菌、产醋杆菌和土壤杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚丙烯无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚丙烯无纺布厚度1.0mm，单位面积重量为150g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例15
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛木醋杆菌、巴氏醋杆菌和土壤杆菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚丙烯无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚丙烯无纺布厚度1.0mm，单位面积重量为150g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
实施例16
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.6ml的液体培养基，滴入盛木醋杆菌、巴氏醋杆菌和根瘤菌菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在35℃下培养3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔3天转移一次，如此重复10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于35℃，在转速为450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养25小时，再接入液体培养基中摇匀，于35℃将多孔聚丙烯无纺布表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中10天，多孔聚丙烯无纺布厚度1.0mm，单位面积重量为150g/m2；
（3）每隔3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在100℃下保温2小时，再将其浸泡于100℃、3wt%的NaOH溶液中，保温2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
（5）将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜自然干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
其中，斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、酵母膏20g，碳酸钙30g和琼脂30g；
种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖120g、蛋白胨30g、酵母膏10g、蔗糖50g、柠檬酸10g、Na2HPO410g和MgSO410g；
液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖150g、蛋白胨30g、酵母膏20g、柠檬酸10g、Na2HPO4 10g和碳酸钙30g。
Claims (10)
1.一种细菌纤维素/聚合物复合膜，其特征是：所述的细菌纤维素/聚合物复合膜是由细菌纤维素纤维在聚合物多孔材料上原位复合而成，所述的细菌纤维素纤维构成三维网状结构；所述的细菌纤维素纤维分布在所述聚合物多孔材料的表面及孔内，所述聚合物多孔材料被包覆在三维网状结构的细菌纤维素纤维中。
2.根据权利要求1所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜，其特征在于，所述的细菌纤维素是超细三维网状结构，其孔径为0.5~2.0μm，单根细菌纤维素纤维直径为0.01~0.1μm。
3.根据权利要求1所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜，其特征在于，所述的聚合物多孔材料是多孔聚合物膜或者聚合物无纺布；所述的聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯中的任一种；所述的多孔聚合物膜孔径为0.02~40μm，孔隙率为30~80%；所述的聚合物无纺布厚度0.2~1.0mm，单位面积重量为30~150g/m2。
4.根据权利要求1所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜，其特征在于，所述的细菌纤维素/聚合物复合膜是细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜或细菌纤维素/聚合物复合干膜。
5.根据权利要求1所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜，其特征在于，所述的细菌纤维素/聚合物复合干膜的含水率为1~50wt%。
6.一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，其特征是包括以下具体步骤：
（1）菌种活化过程为，用无菌吸管吸取0.3~0.6ml的液体培养基，滴入盛菌种的安瓿瓶，轻轻振荡，是冻干菌体呈悬浮状，吸取全部菌体悬浮液，移植于斜面培养基上，在25~35℃下培养1~3天，将其转移到同样的斜面培养基上，每隔1~3天转移一次，如此重复5~10次，完成菌种的活化过程；
（2）用接种环挑取一环活化好的斜面菌种接入种子培养基，于25~35℃，在转速为200~450r/min的磁力搅拌器下搅拌培养18~25小时，再接入液体培养基中摇匀，于25~35℃将多孔聚合物材料表面在液体培养基中浸润，暴露在空气中7~10天；
每隔2~3天重复操作步骤（2），直到多孔聚合物材料的表面增加2~4mm，形成了复合膜；
（4）将复合膜取出，用蒸馏水冲洗，冲洗后的复合膜放入蒸馏水中在80~100℃下保温1~2小时，再将其浸泡于80~100℃、1wt%~3wt%的NaOH溶液中，保温1~2小时，使复合膜呈中性，即得到所需的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜；
或者更进一步地，将步骤（4）所得的细菌纤维素/聚合物复合凝胶膜干燥至恒重，得到细菌纤维素/聚合物复合干膜。
7.根据权利要求6所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，其特征在于，所述的干燥的方法可以为冷冻干燥、真空干燥或自然干燥中的任一种。
8.根据权利要求7所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，其特征在于，所述的真空干燥温度范围为60~80℃。
9.根据权利要求6所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，其特征在于，所述的菌种为木醋杆菌、产醋杆菌、醋化杆菌、巴氏醋杆菌、土壤杆菌、葡萄糖杆菌、农杆菌、根瘤菌或八叠球菌中的一种或几种；
所述的斜面培养基成分为：1L水中含葡萄糖20~150g、酵母膏2~20g，碳酸钙2~30g和琼脂2~30g；
所述的种子培养基成分为：1L水中含葡萄糖20~120g、蛋白胨2~30g、酵母膏2~10g、蔗糖10~50g、柠檬酸2~10g、Na2HPO4 2~10g和MgSO4 2~10g；
所述的液体培养基成分为：1L水中含葡萄糖20~150g、蛋白胨2~30g、酵母膏2~20g、柠檬酸2~10g、Na2HPO4 2~10g和碳酸钙2~30g。
10.根据权利要求6所述的一种细菌纤维素/聚合物复合膜的制备方法，其特征在于，所述的聚合物多孔材料是多孔聚合物膜或者聚合物无纺布；所述的聚合物为聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯中的任一种；所述的多孔聚合物膜孔径为0.02~40μm，孔隙率为30~80%；所述的聚合物无纺布厚度0.2~1.0mm，单位面积重量为30~150g/m2。
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