生物基透明复合材料的制备文献综述

 2023-10-12 03:10

一、课题研究的现状及发展趋势

我国沿海水产资源丰富,加工后的废弃虾、蟹壳很多,若不合理加以利用,不仅是环境的负担,更是资源的浪费。目前,虾、蟹壳除作为工业上生产甲壳素/壳聚糖的主要原料之外,很少有其它方面的利用,因此,探索出另一种方法来回收,对于虾、蟹壳的综合利用具有重要意义。

虾、蟹壳的主要成分是甲壳素、无机碳酸钙、蛋白质、脂质和色素。Md. Iftekhar Shams等人[1]从蟹壳中提取甲壳素纳米纤维用作增强材料,而甲壳素纳米纤维本身不透明,当其与透明的树脂材料复合时就能得到透光性良好、力学、热学性能均优异的透明复合材料。由于保持了基质树脂的透明性,而且还显着降低了聚合物的热膨胀系数,并且,复合材料的光学透射率在很大的温度范围内是稳定的。所以,此类材料可能会成为透光建筑和家具的部件、平面照明、柔性显示器及透明太阳能电池板的候选材料,其应用前景很是广泛。

1.甲壳素提取

甲壳素又称甲壳质、壳蛋白、几丁质等,甲壳素是地球上数量仅次于纤维素的第二大天然高分子多糖,广泛存在于节肢动物(虾、蟹等)、软体动物、环节动物、原生动物、腔肠动物及真菌和藻类的细胞壁中,地球上每年甲壳素的生物合成量约为100亿吨[2]。目前, 虾、蟹壳制备甲壳素(壳聚糖)的主要方法有酸碱法、酶解法和微生物发酵法。

酸碱法主要是利用稀盐酸将难溶的碳酸钙转化为氯化钙而随溶液分出,用稀碱(氢氧化钠水溶液)将蛋白质溶出,也就是酸浸碱煮的过程,在经过乙醇脱色及水洗再干燥的过程,即可得到甲壳质。蔚鑫鑫等[3]利用新鲜的小龙虾壳进行甲壳素提取,寻找出最佳提取条件:室温下用 1.0 mol/L 的 HCl 溶液浸泡 24 h 后水洗至中性,然后在 90 ℃~100 ℃用 2.0 mol/L 的 NaOH 处理 4 h。在该条件下,甲壳素的提取率可达到 16.52 %,过高的 NaOH 浓度可能会导致甲壳素提取过程中固相萃取效率降低。

酶解法则是利用生物酶对虾、蟹壳进行酶解。李永强[4]对去除灰分和蛋白以及甲壳素的制备进行了工艺优化研究,选用凝结芽孢杆菌作为发酵株,蛋白酶 K 将虾壳酶解,结果标明蛋白质与灰分的去除率可达 93 %和 91 %。

微生物发酵法是利用一些细菌和真菌发酵体产生的有机酸或是蛋白酶来去除蛋白质和碳酸钙,从而达到制取甲壳素的目的。湖北大学的黄璠[5]采用了微生物发酵法来脱钙、脱蛋白质,创新的先用了鼠李糖乳杆菌发酵虾壳,然后用枯草芽孢杆菌来发酵脱蛋白,脱蛋白率和脱钙率分别达到了 85.45 %和 98.98 %。

目前,国内外也有很多学者采用酶解法和化学法相结合的新思路来制备甲壳素[6-7],条件温和,不仅解决了污染问题,而且对其中的蛋白液与钙盐进行了利用,但该方法耗时较长,脱蛋白的效果没有酸碱法好[8]

2.透明复合材料

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

以上是毕业论文文献综述,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。