一种原位细菌纤维素/羽绒保温材料及其制备方法与流程

文档序号:11540779阅读:224来源:国知局

本发明属于保温材料技术领域,特别是涉及一种以细菌纤维素、羽绒为原料制得的保温材料。



背景技术:

羽绒作为保温材料具有轻柔富有弹性等特点,但羽绒的透气透湿性极差,且其强度差,在长期使用后易折断形成粉术,不能有效阻止空气对流性,从而降低了保温效果。细菌纤维素是由能够产生菌丝的细菌发酵而成的一种新型微生物合成材料,在诸多领域具有巨大的应用潜力。细菌纤维素具有一定孔径分布的多孔性结构的高分子材料,孔径在纳米数量级,经冷冻干燥后的细菌纤维素能够形成蓬松柔韧的气凝胶状态,具有良好的保温性能。细菌纤维素是天然纤维素,具有良好的吸湿性能,结合羽绒和细菌纤维素的特性,可以克服羽绒的差的透气透湿性,同时提高其机械强力。



技术实现要素:

本发明目的在于针对羽绒材料存在的问题,提供一种具有良好的蓬松性、柔韧性和优良的保温性能,且制备工艺简单、绿色、无污染,适合工业化生产的原位细菌纤维素/羽绒保温材料及其制备方法。

本发明为实现上述目的,采用如下技术方案:

一种原位细菌纤维素/羽绒保温材料,其特征在于:所述保温材料为包缠有细菌纤维素的羽绒。

其进一步特征在于:所述羽绒为c702中国白鹅绒、c704中国白鸭绒、c706中国灰鹅绒、c708中国灰鸭绒中的一种或几种;所述细菌纤维素为醋酸菌属、土壤杆菌属、根瘤菌属和八叠球菌属中的一种或几种微生物合成的纤维素。。

一种上述的原位细菌纤维素/羽绒保温材料的制备方法,其特征在于包括下述步骤:

(1)取一定量的羽绒,均匀地铺置在培养容器中,进行灭菌处理;

(2)在培养容器中加入能产细菌纤维素的菌株培养液,使经过灭菌处理的羽绒浸入培养液,得到羽绒发酵液,将接种后的培养容器密封隔绝空气;

(3)将步骤(2)中的培养容器中的羽绒发酵液进行恒温培养,制得细菌纤维素/羽绒湿膜材料;

(4)将步骤(3)所得的细菌纤维素/羽绒湿膜材料进行冷冻干燥,再进行灭菌处理,热干燥后制得细菌纤维素/羽绒保温材料。

其进一步特征在于:所述菌株培养液为木醋杆菌菌液,所述羽绒和木醋杆菌菌液配置比例为0.1~15g羽绒接入5~50ml木醋杆菌菌液。

优选的:所述木醋杆菌菌液浓度为5×107~30×107cfu/ml。

优选的:所述步骤(1)和(4)中灭菌处理的方法为,在灭菌锅中121℃灭菌20分钟。

所述步骤(3)中羽绒发酵液培养温度为27~32℃,培养时间为3~7天。

所述步骤(4)中冷冻干燥的预冷冻温度为-20~-196℃,干燥真空度为0.1~12pa。

预冷冻时间为12~48小时,真空干燥时间为1~48小时。

所述步骤(4)中热干燥温度为40~60℃,干燥时间为3~6小时。

本发明有益的技术效果在于:

(1)本发明将羽绒浸渍在纤维素菌种培养液中发酵,发酵过程中纤维素菌种会产生“蚕吐丝”的现象,将细菌纤维素均匀的和将羽绒粘结在一起,同时发酵过程中会产生多种保健性有益成分如蛋白质、葡萄糖醛酸、d-葡萄糖二酸-1,4-内酯及多种矿物质元素等。

(2)本发明利用纤维素菌种产生的细菌纤维素包缠羽绒,一方面增强了羽绒的机械强力,同时提高了透气透湿性能,而且避免了化学粘合剂的使用或热压处理对羽绒产生的不良影响。

(3)本发明采用冷冻干燥技术处理细菌纤维素/羽绒湿膜来制备保温材料,冷冻干燥技术不会破坏羽绒和细菌纤维素在发酵过程中产生的多孔结构,而且保证该保温材料蓬松性、柔韧性、保温性的同时不会破坏发酵过程中产生的各种有益成分。

具体实施方式

下面结合实施例,对本发明进行具体描述。

实施例1

一种原位细菌纤维素/羽绒保温材料,该保温材料为膜状,该膜材料通过如下步骤制得:

(1)首先,称取0.5gc704中国白鸭绒,将其均匀铺置在培养皿中,然后用牛皮纸包覆培养皿,在灭菌锅中121℃灭菌20分钟待用;

(2)然后,在20~30℃下,在步骤(1)中培养皿中接入10ml木醋杆菌培养液,木醋杆菌菌液浓度为12×107cfu/ml,用石蜡封口膜封住培养皿以隔绝空气;

(3)再然后,将步骤(2)中得到的羽绒发酵液放入培养箱中,在28℃条件下恒温培养7天制得细菌纤维素/羽绒湿膜材料;

(4)最后,将步骤(3)所得的细菌纤维素/羽绒湿膜材料在-24℃条件下预冷冻24小时,在真空度为5pa的条件下真空干燥24小时后制得细菌纤维素/羽绒保温材料。

实施例2

一种原位细菌纤维素/羽绒保温材料,所述膜材料通过如下步骤制得:

(1)首先,称取1gc702中国白鸭绒,将其均匀铺置在培养皿中,然后用牛皮纸包覆培养皿,在灭菌锅中121℃灭菌20分钟待用;

(2)然后,在20~30℃下,在步骤(1)中培养皿中接入15ml木醋杆菌培养液,木醋杆菌菌液浓度为10×107cfu/ml,用石蜡封口膜封住培养皿以隔绝空气;

(3)再然后,将步骤(2)中得到的羽绒发酵液放入培养箱中,在30℃条件下恒温培养5天制得细菌纤维素/羽绒湿膜材料;

(4)最后,将步骤(3)所得的细菌纤维素/羽绒湿膜材料在-48℃条件下预冷冻12小时,在真空度为1pa的条件下真空干燥36小时后制得细菌纤维素/羽绒保温材料。

实施例3

一种原位细菌纤维素/羽绒保温材料,所述膜材料通过如下步骤制得:

(1)首先,称取2.5gc706中国白鸭绒,将其均匀铺置在培养皿中,然后用牛皮纸包覆培养皿,在灭菌锅中121℃灭菌20分钟待用;

(2)然后,在20~30℃下,在步骤(1)中培养皿中接入20ml木醋杆菌培养液,木醋杆菌菌液浓度为20×107cfu/ml,用石蜡封口膜封住培养皿以隔绝空气;

(3)再然后,将步骤(2)中得到的羽绒发酵液放入培养箱中,在29℃条件下恒温培养6天制得细菌纤维素/羽绒湿膜材料;

(4)最后,将步骤(3)所得的细菌纤维素/羽绒湿膜材料在-64℃条件下预冷冻18小时,在真空度为12pa的条件下真空干燥12小时后制得细菌纤维素/羽绒保温材料。

实施例4

一种原位细菌纤维素/羽绒保温材料,所述膜材料通过如下步骤制得:

(1)首先,称取5gc708中国白鸭绒,将其均匀铺置在培养皿中,然后用牛皮纸包覆培养皿,在灭菌锅中121℃灭菌20分钟待用;

(2)然后,在20~30℃下,在步骤(1)中培养皿中接入30ml木醋杆菌培养液,木醋杆菌菌液浓度为24×107cfu/ml,用石蜡封口膜封住培养皿以隔绝空气;

(3)再然后,将步骤(2)中得到的羽绒发酵液放入培养箱中,在31℃条件下恒温培养7天制得细菌纤维素/羽绒湿膜材料;

(4)最后,将步骤(3)所得的细菌纤维素/羽绒湿膜材料在-196℃条件下预冷冻1小时,在真空度为0.5pa的条件下真空干燥24小时后制得细菌纤维素/羽绒保温材料。

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