化学工程与工艺专业类别

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化学工程与工艺专业类别范文第1篇

关键词：纤维素微球；制备；性质；应用

1、纤维素微球的制备

纤维素微球主要有以下制备方法：乳化固化法、粘胶法、反相悬浮法、单凝聚法、复凝聚法、喷雾干燥法和层层组装技术等。目前运用最普遍的是反相悬浮法，它简单易行，适合工业化生产。

纤维素微球的制备过程一般有如下步骤：

（1）制备纤维素或其衍生物溶液

纤维素一般不溶于水和有机溶剂，制备纤维素微球需把纤维素溶解。纤维素溶解过程需要适当的溶剂，常用的纤维素溶液有粘胶液，铜氨纤维素溶液，羟乙基纤维素溶液，纤维素硫氰酸钙溶液等。

（2）分散纤维素溶液

纤维素溶液分散成液滴的方法有喷射法和悬浮分散法等。选择正确的分散介质和分散剂很重要。对于溶于水的纤维素溶液可以使用大多数有机溶剂，比如烃类，卤代烃，甲醇对纤维素有特殊的沉淀性能也可用作分散液；但如果是纤维素的有机溶液体系，水则是最好的分散剂。所制备的乳液类别决定了分散剂的选择。纤维素微球液滴大小与溶液体系、分散介质、溶剂、溶液体系、搅拌速度、油水相比例、反应器形状因子等有直接关系，控制这些因素可以得到不同尺寸大小的微球。

（3）纤维素液滴的固化

纤维素的液滴的固化主要是溶凝胶的转相过程，也就是使纤维素由液相转变为固相的过程。固化方法很多，主要有加热、冷却、酸或盐沉淀、交联和稀释等。

（4）纤维素微球的再生

再生过程就是使纤维素溶液状态变回到纤维素或其衍生物的过程。依据起始物性质的不同，可选择用酸再生、皂再生和热再生等不同方法。再生过程要求不能破坏纤维素固相的球形外观和孔结构。

（5）纤维素微球的后处理

虽然已经制备出了纤维素微球，但其功能和性能都无法满足我们的需求，所以必须要进行后处理这一步。后处理包括干燥、孔度调节、活化，有时甚至可以直接功能化等。后处理根据纤维素微球的性质，不可破坏其结构和性能。

2、纤维素微球的性质

纤维素微球是将纤维素溶于溶剂中制成纤维素溶液，再将纤维素从纤维素溶液中再生出来的高分子微球材料，因比，纤维素微球同样具有纤维素相关性质。但纤维素微球因粒径是纳米级或微米级，具有特殊尺寸和特殊结构，形状为球形的高分子材料或复合材料，所以纤维素微球具有与天然纤维素不同的性质，因而在反应性高分子及其他领域具有良好的应用前景。

3、纤维素微球的应用

3.1色谱分离

纤维素基微球可用于分离和纯生物制剂的色谱介质。最早用于分离纯化的纤维素产品是纤维素纤维。大约有90%的蛋白质是用多糖类凝胶色谱分离和纯化。纤维素微球的性质中最主要的是孔性质的测定，它对色谱性质的影响最大。

3.2生物应用

纤维素微球很好的生物适应性以及纳米尺度的特殊结构，在生物载体方面应用体现出了巨大的潜力，基于纤维素材料作为载体的用于生物加工技术亲和吸附剂己经广泛使用，它们可用于药物和酶的固定化。Peska等应用纤维素微球于药物或农药的缓释。通过功能化改性的纤维素微球，也已经成功用于胰蛋白酶、葡萄糖氧化酶、转化酶、溶菌酶、半乳糖氧化酶、和青霉素G酞化酶等固定化，酶的固定提高了其抵抗pH值和温度变化的稳定性，特别是在低温区域，依然有很高的相对活性。

3.3医学上应用

研究发现，纤维素微球在活体中并未发现有任何排异反应和炎症发生，这种优越的生物适应性使纤维素微球在医学在得到了广泛的应用。Eguchi利用其产品进行血液净化，去除血液中的内毒素；1989年Baunmnn总结了化学修饰纤维素使其提高生物相容性的方法；1990年Arai等又以体外循环的方法用珠状纤维素凝胶去除血液中毒物。因此，将酶、各种抗体或凝集素固载于纤维素微球上，用于分解或清除致病物质、病毒等生物反应器或生物清洁器将可望成为极有效的治疗手段。

3.4环保

纤维素微球本身就是一种无毒、可再生、可生物降解的天然高分子环保材料。除此之外，纤维素微球经过合适的修饰之后，提高吸附能力，可以吸附水溶液中的重金属，减少重金属对环境的破坏。此外，纤维素及其衍生物的吸附剂也可以用于染料的吸附。

3.5材料领域

纤维素微球可作为无机物模板，抗菌复合物以及与无机物复合制备人体内移植材料等。

人们利用新型的纤维素非衍生化溶剂，将纤维素溶解，然后用流延法在玻璃板或模具（玻璃模具、聚四氟乙烯模具）中铺膜，浸泡在相应的沉淀剂中再生，可以得到透明、均匀、力学性能优异的再生纤维素膜，可用于异丙醇脱水纯化、超滤、选择性气体分离、细胞的吸附和增殖等方面。

4、结语