CN112175406B - 可降解复合材料在调湿中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及生物材料应用领域，公开了可降解复合材料在调湿中的应用。所述可降解复合材料包括真菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑。本发明利用菌丝的生长，将木质纤维素碎屑缠绕，形成菌丝体与木质纤维素碎屑的复合结构，该材料有较好的吸湿和放湿能力，可用作为调湿材料使用。另外，该复合材料是天然的可降解有机调湿材料，绿色安全。

Description

可降解复合材料在调湿中的应用
技术领域
本发明涉及生物材料应用领域，具体涉及可降解复合材料(木质纤维素类碎屑增强菌丝复合材料)在调湿中的应用。
背景技术
环境空气湿度的调节方式主要有两类：一类是主动调湿方式，一般是通过设备系统实现，结构复杂，投资大，能耗高，运行费用高；另一类是被动调湿方式，利用具有吸湿和放湿性能的材料，通过感应环境中的湿度变化而自行吸收或放出水分，从而达到双向调节环境湿度的目的，无需复杂的设备系统，不消耗任何能源。
被动式双向调节湿度的关键是具有适宜性能的吸放湿材料。传统的防潮剂、干燥剂等单向调节方式在环境湿度较高时吸收环境中的水分，而在环境湿度不足时不能通过向环境释放水分来增加环境的湿度。
吸放湿材料又称调湿材料，正是满足调湿需求的能感应环境湿度的变化，在某一湿度范围内通过吸湿和放湿自动地双向地调节环境湿度的新材料。
吸/放湿性能(Water vapour adsorption/desorption performance)，是指材料自身对水蒸气的吸收/释放性能。
调湿性能是指通过吸湿和放湿而双向调节环境湿度，使环境湿度稳定在某一范围内的性能。
木材、木炭、竹炭等常用的天然调湿材料有某些局限，如：我国木材的储量有限，竹炭、木炭不宜用来作包装材料。无机矿物调湿材料，如硅藻土、膨润土、埃络石、沸石、海泡石等，原料不可再生，废弃后填埋占用土地。人工合成的高分子调湿材料，往往以石油为原料，不可降解，碳排放高。
此外，现有的调湿材料多呈颗粒状、微球状和凝胶状，一般要包在透气的袋子内使用，不适合用作包装材料和建筑内饰材料。
因此，需要一种原料来源广，成本低，吸放湿性能稳定，环境友好的调湿材料，在发挥调湿功能的同时还可以作为包装材料和建筑内饰材料使用。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种可降解复合材料在调湿中的应用。
本发明的发明人发现，真菌菌丝与木质纤维素碎屑形成的可降解复合材料具有一定的调湿性能，因此，为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种可降解复合材料在调湿中的应用，其中，所述可降解复合材料包括真菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑。
本发明第二方面提供了可降解复合材料在包装材料和建筑内饰材料中的应用，其中，所述可降解复合材料包括真菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑。
本发明第三方面提供了一种调湿的方法，该方法包括：将可降解复合材料暴露于需要调湿的空间，所述可降解复合材料包括真菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑。
本发明利用菌丝的生长，将木质纤维素碎屑缠绕，形成菌丝与木质纤维素碎屑的复合结构，该材料有较好的调湿性能，可用于包装、衬垫、填充、建筑内饰材料等。
由于可降解复合材料具有较好的能量吸收性能，是一类有潜力的环保的缓冲吸能材料，因此，可降解复合材料也是新型的具有吸/放湿性能的生物基绿色包装材料。
本发明还有以下优点：(1)主要原料是农业剩余物、林业剩余物，来源广，可再生，价格低。(2)由于不使用不可降解的有机物，不使用石油基化学品，本发明的可降解复合材料可以降解。(3)本发明的可降解复合材料的制备过程节能环保，仅依靠固态培养的菌丝生长成形，不依赖其他物理/化学方法成形，无高温高压，制备过程的意外事故(爆炸、火灾等)风险小，产生的废渣、废水、废气少。(4)本发明的可降解复合材料整个生命周期的碳排放少，材料废弃后，可以通过燃烧回收能量。
附图说明
图1为根据本发明一种实施方式的可降解复合材料吸放湿结果图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
术语“调湿材料”是指不需要借助任何人工能源机械设备，依靠自身的吸/放湿性能，感应所调空间的空气湿度变化，从而自动调节空气相对湿度的功能材料。
本发明的可降解复合材料适用于各种需要调湿的空间，例如，可以置于室内、洞窟、库房、储藏室、柜、箱、桶等场所或空间内，实现相应场所或空间内的湿度调节。所述可降解复合材料可以兼作包装材料使用，也可以置于包装内和/或附在包装材料的内侧，以实现对包装内空间的湿度调节。
“包装材料”是指用于制造包装容器、包装装潢、包装印刷、包装运输等满足产品包装要求所使用的材料。本发明中，所述可降解复合材料具有一定的立体形状，可以用作缓冲包装材料，可以制成包装盒、包装盘使用，也可以做容器、包装箱、货柜的内衬物。
本发明的可降解复合材料可以制成建筑的内饰物、天花板、保温层、吸声层、隔断物等。也即，“建筑内饰材料”包括建筑的内饰物、天花板、保温层、吸声层、隔断物等。
“需要调湿的空间”包括人的生活、运动、办公等空间，储存物品的空间，水果、蔬菜的保鲜和鲜花的保鲜包装，因湿度变化频繁而易产生冷凝水的电池箱、灯箱、太阳能逆变器、室外通讯设备箱等。
本发明第一方面提供了可降解复合材料在调湿中的应用，其中，所述可降解复合材料包括真菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑。
本发明中，所述可降解复合材料中，真菌菌丝可以在木质纤维素碎屑表面和/或内部生长，从而能够将至少一个木质纤维素碎屑固定，形成菌丝作为基体，木质纤维素碎屑作为增强体的复合材料。可降解复合材料中，所述木质纤维素碎屑的数量可以为一个或多个，所述木质纤维素碎屑为多个时，真菌菌丝将多个木质纤维素碎屑固定在一起，形成一个整体。所述可降解复合材料呈规则或不规则的立体状，可以为片状或条状，也可以为颗粒状(方形或球形)，还可以是空心的，亦可以是不规则的异形结构。为了适应不同的调湿场景，本领域技术人员能够对所述可降解复合材料的形状进行选择。
本发明中，所述可降解复合材料的密度通常在70-400kg/m3范围内，压缩性能也较好。
本发明中，对所述木质纤维素碎屑的来源没有特别的限制，优选为能够为真菌菌丝的形成提供营养源或载体的植物性原料，可以来源于植物、植物性废料和废菌糠中的至少一种。
本发明中，所述木质纤维素碎屑可以来源于植物，例如种子、茎秆、根、叶和果实中的至少一种，即，可以来源于木、竹、棉花、棉绒、纸、丝瓜络、麦秸、稻草、高粱秆、芦苇、麻、桑皮、楮皮、玉米秸、苞米皮、油菜秆、菊芋茎秆、狼尾草、茅草、芒草、象草、巨菌草、竹草、沙柳、柠条、柳枝稷、藤条、葡萄藤、甘蔗以及它们的加工剩余物(即植物性废料)。
如前所述，所述木质纤维素碎屑也可以由植物性废料提供。所述植物性废料可以为农作物的茎叶部分(如秸秆(包括水稻、小麦、大麦、玉米、高粱等禾本科农作物成熟脱粒后剩余的茎秆)、棉花秆、豆秸、油菜秆、狼尾草、芦苇、荻、龙须草、乌拉草、芨芨草、茅草、芒草、象草、席草、巨菌草、竹草、藤条、沙柳、柠条、柳枝稷等)、种子壳和果壳(如棉籽壳、轧棉碎屑、稻壳、薏米壳、花生壳、麸皮、米糠、椰棕等)、木质废料(木屑、边角料、薪柴、树皮、枝桠柴、卷皮、刨花、果树修剪下的枝条等)、藤质废料(葡萄藤条、黄交藤等)、竹、纸、棉、麻、剑麻、菠萝茎叶、香蕉茎叶、玉米芯、甘蔗渣、棕榈茎叶、龙舌兰茎叶等。
本发明中，所述木质纤维素碎屑可以来源于栽培食用菌剩余的废弃培养基质，栽培食用菌剩余的废弃培养基质指收获食用菌子实体后的含菌丝体的培养基质，称废菌糠。
本发明中，下脚料是指在植物加工过程中作为残余分离的下脚或废料。
更优选地，所述植物性废料为豆秸、玉米秸秆、麸皮、棉籽壳、花生壳、玉米芯、下脚料、植物浸提剩余物、蒸馏干酒糟(distiller’s dried grain，DDG)和废菌糠中的至少一种。
本发明中，对所述木质纤维素碎屑的形状没有特别的要求，可以为片状、条状、纤维状、颗粒状、羽状、绒毛状、网状或其他不规则形状。
本发明中，对所述木质纤维素碎屑的大小没有特别的限定，为了使可降解复合材料获得更佳的成形效果和适宜的性能，优选地，粒径在2mm以上(更优选在25mm以下，进一步优选2-15mm)的木质纤维素碎屑的重量占木质纤维素碎屑总重量的20-100％(如20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％或者上述任意两个数值之间的范围)。
本发明中，木质纤维素类碎屑是制备可降解复合材料的主原料，作为载体支撑真菌菌丝的生长，其可以在菌丝生长阶段提供菌丝生长所需的部分营养成分，剩余的未被利用部分在复合材料的立体网状结构中起增强体和辅助调湿的作用。因此，在本发明中，所述可降解复合材料中的木质纤维素碎屑可以指为真菌生长形成菌丝提供养分后的剩余物，也可以指仅为真菌生长形成菌丝提供支撑而真菌生长不可利用的木质纤维素类原料。
一方面，可以直接将木质纤维素碎屑作为营养源(特别是碳源)使用。因此，所述可降解复合材料为以木质纤维素碎屑作为营养源培养真菌得到的含菌丝的固体发酵产物。
另一方面，所述营养源(含有木质纤维素碎屑的培养基质)还可以含有真菌形成菌丝所需的其他碳源、氮源、无机盐、维生素和微量元素等营养物质，对所述其他碳源、氮源和无机盐等没有特别的限定，只要能为真菌提供生长所需的营养及适宜的环境即可。例如，可以引入玉米粉等谷物粉、淀粉、糊精、麦芽糖、葡萄糖、蔗糖、果糖、木糖等作为碳源；引入麸皮、米糠、玉米浆、铵盐、硝酸盐、亚硝酸盐、酵母粉、酵母浸粉、鱼粉、明胶、动物和/或植物蛋白及其水解物等含氮的物料作为氮源，还可根据需要以含氮无机盐为氮源。根据需要还可以在培养基质中添加一定的无机盐，例如，硫酸钙，还可以添加钾盐、镁盐、磷酸盐、硫酸盐、亚铁盐、氨基酸、维生素B1等营养物质促进菌丝生长。
本发明中，所述真菌菌丝可以选自各种能够形成菌丝(菌丝可缠绕形成三维的立体网状结构)的真菌，如子囊菌(Ascomycote)和担子菌(Basidiomycota)中的大型真菌(蘑菇，又称蕈菌)，可选自蘑菇科(Agaricaceae)、木耳科(Auriculariaceae)、瘤孢多孔菌科(Bondarzewiaceae)、拟层孔菌科(Fomitopsidaceae)、灵芝科(Ganodermataceae)、褐褶菌科(Gloeophyllaceae)、马鞍菌科(Helvllaceae)、羊肚菌科(Morchellaceae)、光茸菌科(Omphalotacea)、泡头菌科(Physalacriaceae)、侧耳科(Pleurotaceae)、光柄菇科(Pluteaceae)、多孔菌科(Polyporaceae)、红菇科(Russulaceae)、裂褶菌科(Schizophyllaceae)、革菌科(Stereaceae)、球盖菇科(Strophariaceae)、韧革菌科(Thelephoraceae)、银耳科(Tremellaceae)和白蘑科(Tricholomataceae)中真菌中的至少一种。
仍优选地，所述真菌选自蘑菇属(Agaricus)、田头菇属(Agrocybe)木耳属(Auricularia)、烟管菌属(Bjerkandera)、瘤孢多孔菌属(Bondarzewia)、蜡孔菌属(Ceriporia)、杯伞属(Clitocybe)、革盖菌属(Coriolus)、拟迷孔菌属(Daedaleopsis)、大孔菌属(Favolus)、冬菇属(Flammulina)、层孔菌属(Fomes)、拟层孔菌属(Fomitopsis)、灵芝属(Ganoderma)、粘褶菌属(Gloeophyllum)、马鞍菌属(Helvella)、沿丝伞属(Hypholoma)、纤孔菌属(Inonotus)、乳菇属(Lactarius)、香菇属(Lentinula)、离褶伞属(Lyophyllum)、羊肚菌属(Morchella)、韧伞属(Naematoloma)、丘伞属(Nolanea)、脐盖菇属(Omphalia)、革耳属(Panus)、木层孔菌属(Phellinus)、环锈伞菌属(Pholiota)、剥管菌属(Piptoporus)、侧耳属(Pleurotus)、乌茸属(Polyozellus)、多孔菌属(Polyporus)、茯苓属(Poria)、锈迷孔菌属(Porodaedalea)、褐层孔菌属(Pyropolyporu)、裂褶菌属(Schizophyllum)、韧革菌属(Stereum)、栓菌属(Trametes)、银耳属(Tremella)、口蘑属(Tricholoma)、干酪菌属(Tyromyces)和小包脚菇属(Volvariella)中的真菌中的至少一种。
更优选地，所述真菌选自双孢蘑菇(Agaricus bisporus)、双环林地蘑菇(Agaricus placomyces)、茶树菇(Agrocybe aegerita)木耳(Auricularia auricula)、烟色烟管菌(Bjerkandera fumosa)、伯氏圆孢地花(Bondarzewia berkeleyi)、撕裂蜡孔菌(Ceriporia lacerata)、大杯蕈(Clitocybe maxima)、二型革盖菌(Coriolus biformis)、毛革盖菌(Coriolus hirsutus)、云芝(Coriolus versicolor)、粗糙拟迷孔菌(Daedaleopsis confragosa)、三色拟迷孔菌(Daedaleopsis tricolor)、漏斗大孔菌(Favolus arcularius)、金针菇(Flammulina velutipes)、木质层孔菌(Fomes ligneus)、红缘拟层孔菌(Fomitopsis pinicola)、灵芝(Ganoderma lucidum)、松杉灵芝(Ganodermatsugae)、蜜粘褶菌(Gloeophyllum trabeum)、马鞍菌(Helvella elastica)、橙黄褐韧伞(Hypholoma capnoides)、桦褐孔菌(Inonotus oblique)、浓香乳菇(Lactariuscumphoratus)、香菇(Lentinula edodes)、洁丽香菇(Lentinus lepideus)、榆干离褶伞(Lyophyllum ulmarium)、小羊肚菌(Morchella deliciosa)、砖红韧黑伞(Naematolomasublateritium)、细毛柄丘伞(Nolanea hirtipes)、雷丸(Omphalia lapidescens)、野生革耳(Panus rudis)、裂蹄木层孔菌(Phellinus linteus)、滑菇(Pholiota nameko)、桦剥管菌(Piptoporus betulinus)、杏鲍菇(Pleurotus eryngii)、白灵菇(Pleurotusnebrodensis)、糙皮侧耳(Pleurotus ostreatus)、乌茸菌(Polyozellus multiplex)、冬生多孔菌(Polyporus brumalis)、桑生卧孔菌(Poria moricola)、金缘锈迷孔菌(Porodaedalea chrysoloma)、木蹄(Pyropolyporus fomentarius)、裂褶菌(Schizophyllum commune)、扁韧革菌(Stereum fasciatum)、毛韧革菌(Stereumhirsutum)、东方栓菌(Trametes orientalis)、血红栓菌(Trametes sanguinea)、银耳(Tremella fuciformis)、苦口蘑(Tricholoma acerbum)、接骨木状干酪菌(Tyromycessambuceus)和草菇(Volvariella volvacea)中的至少一种。进一步优选地，本发明中所述真菌选自撕裂蜡孔菌(特别是保藏编号为CGMCC No.10485的撕裂蜡孔菌，已在CN106318876A中公开)和/或糙皮侧耳。
本发明中，所述可降解复合材料可以通过常规的方式制得，以下主要以撕裂蜡孔菌为例描述所述可降解复合材料的制备方法。
本发明中，所述可降解复合材料的制备可以包括：将真菌接种至含有木质纤维素碎屑的培养基质中进行培养，而后进行脱水。所述培养可以在常规的培养真菌的条件下进行，以撕裂蜡孔菌为例，所述培养的条件包括：温度15-35℃，培养环境的相对湿度为40-95％。所述培养的时间可以根据接种量和可降解复合材料的预期用途进行适当的选择，一般地，所述培养的时间为5-15天。真菌的接种量可以为1-10g/kg培养基质。需要特别说明的是，本发明涉及的接种量和含菌量均以菌丝体的干重(105℃干燥至恒重时的质量)计；本发明涉及的培养基质的质量同样以干重(105℃干燥至恒重时的质量)计。
本发明中，为了获得预定形状、压缩强度和适宜性能的可降解复合材料，所述培养的方式优选为依次进行预培养、模具内培养和模具外培养，或者依次进行模具内培养和模具外培养。当真菌的接种量为1-10g/kg培养基质时，所述培养的方式为依次进行预培养、模具内培养和模具外培养；或者，当真菌的接种量大于10且小于等于50g/kg培养基质时，所述培养的方式为依次进行模具内培养和模具外培养。所述预培养的目的是增加菌丝的生物量。模具内培养的主要目的是使培养物获得一定的立体形状，通过菌丝体的生长将培养物定形。所述模具外培养的目的是使菌丝体在培养物内部和培养物的表面充分生长，进一步提高可降解复合材料的强度，进一步提高材料的调湿性能，同时改善材料的外观。
如前所述，模具内培养开始时，如果接种的真菌量较少(如1-10g/kg培养基质)，可以通过预培养的步骤使真菌含量得到扩增。所述预培养、模具内培养和模具外培养的条件均可以包括温度为15-35℃，(培养环境的)相对湿度为40-95％，且预培养、模具内培养和模具外培养的条件可以相同或不同。
为了更好地实现预培养的上述目的，更优选地，相对于真菌的接种量为1-10g/kg培养基质，预培养的时间为1-5天(1、2、3、4、5或者上述任意两个数值之间的范围)，最优选为2-4天。
为了更好地实现模具内培养的上述目的，更优选地，相对于真菌的接种量为1-10g/kg培养基质，模具内培养的时间为1-9天(1、2、3、4、5、6、7、8、9或者上述任意两个数值之间的范围)，最优选为3-6天。
为了更好地实现模具外培养的上述目的，更优选地，相对于真菌的接种量为1-10g/kg培养基质，模具外培养的时间为1-5天(1、2、3、4、5或者上述任意两个数值之间的范围)，最优选为1-3天。
本发明中，所使用的撕裂蜡孔菌CGMCC No.10485具有较强的抵抗杂菌的能力，因此所述培养无需在无菌条件下进行操作，即，所使用的培养基质可以不经灭菌或抑菌处理(包括消毒和杀菌等各种常规的抑制菌生长或繁殖的方式)而直接使用，接种适量的撕裂蜡孔菌后也不需要将其与外界环境无菌地隔离而进行无菌培养(所述培养基质为未经灭菌或抑菌处理的培养基质，和/或所述培养方式为开放式培养(即非无菌式培养))。其中，灭菌或抑菌处理包括湿热灭菌、干热灭菌、热消毒、热杀菌、辐射杀菌、化学熏蒸杀菌，额外添加杀菌剂和/或抑菌剂和/或抗菌剂和/或溶菌酶等各种杀菌或抑菌的处理方式。
本发明中，在进行培养之前，可以对所述真菌的菌种依次进行活化和菌种扩培，活化是为了将保藏状态的菌种放入适宜的培养基中培养，使其恢复发酵性能；菌种扩培是为了得到较多的纯而壮的菌丝体，即获得活力旺盛、接种数量足够的真菌。可以采用本领域常规的方法进行活化和菌种扩培，例如，所述活化可以包括将真菌的菌丝体接种至PDA斜面，20-35℃培养5-10天。所述菌种扩培可以包括将活化后的真菌接种至液体种子培养基中，15-35℃培养3-4天(为了得到更多的种子液，可以采用两级或多级液体菌种扩培的方式进行液体种子的扩大培养)。PDA斜面和液体种子培养基均为本领域技术人员能够进行选择的，在此不再赘述。
本发明中，固体培养结束后，对得到的培养物进行脱水，即可获得可降解复合材料的成品。所述脱水的方式优选为真空干燥、热风干燥、微波干燥、红外线干燥、冷冻干燥、晾晒和自然风干。所述干燥的条件可以为常规的干燥条件，例如，当采用热风干燥的方式进行干燥时，干燥的条件可以包括温度为50-260℃，时间为0.1-36h。
根据本发明的一种优选实施方式，本发明中制备可降解复合材料的方法包括将真菌接种至含有木质纤维素碎屑的培养基质中依次进行预培养、模具内培养和模具外培养，继而选择性地进行脱水干燥。预培养、模具内培养、模具外培养和脱水干燥的条件如前所述，不再赘述。
本发明在制备可降解复合材料的过程中，可以在材料中镶嵌或/和包埋某些(强度改善)材料，比如纤维、织物、羽绒、网状物，提高材料的弯曲强度、剪切强度、拉伸强度等力学性能。
本发明在制备可降解复合材料的过程中，可以在培养基质中混入和/或镶嵌或/和包埋多孔的天然调湿材料，如活性炭、木炭、竹炭、石膏、硅胶、硅酸钙、硅藻土、膨润土、埃络石、沸石、海泡石、凹凸棒石、膨胀珍珠岩、陶粒、玻化微珠等。
本发明在制备可降解复合材料的过程中，可以在材料的最后的脱水工艺前，浸渍和/或涂敷具有调湿性能的无机盐，如MgCl2、NaCl、KCl、NaBr、K2SO4。
本发明中，所述可降解复合材料中菌丝是基体，而木质纤维素碎屑是增强体，二者共同形成具有一定形状的有较好调湿性能的复合材料。
本发明第二方面提供了可降解复合材料在包装材料或建筑内饰材料中的应用，其中，所述可降解复合材料包括真菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑。
本发明第三方面提供了一种调湿的方法，其特征在于，该方法包括：将可降解复合材料暴露于需要调湿的空间，所述可降解复合材料包括真菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑。
本发明的方法中，对所述可降解复合材料的用量没有特别的要求，本领域技术人员能够根据需要调湿的空间和该空间的湿度及调湿材料的吸/放湿性能进行选择。
本发明的方法中，还可以包括制备所述可降解复合材料的步骤，因此，根据一种具体的实施方式，所述方法包括以下步骤：
(1)制备可降解复合材料；
(2)将所述可降解复合材料暴露于需要调节湿度的空间中。
需要说明的是，有关可降解复合材料等的具体内容(包括原料及制备方法及性能参数等)如前所述，此处不再赘述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，使用的撕裂蜡孔菌的保藏编号为CGMCC No.10485，已公开于CN106318876A；湿度为相对湿度，采用湿度测定仪测得。
制备实施例1
将撕裂蜡孔菌(以下简称YY菌)菌种转接入克氏瓶斜面，采用PDA培养基，25℃培养7天，得到斜面菌种。
PDA培养基的制备方法：取去皮的马铃薯200g，切成小块，加水1L，煮沸30min，滤去马铃薯块，将滤液补足至1.0L，即为马铃薯浸取液。1.0L马铃薯浸取液加葡萄糖20.0g、琼脂15.0g，自然pH，121℃灭菌20min。
将斜面菌种接入一级种子的液体培养基，该培养基的质量百分比配方为：可溶性淀粉2％，玉米浆干粉0.6％，磷酸二氢钾0.1％，自然pH，121℃灭菌20min。培养条件：装液量为150mL/500mL挡板三角瓶，接种量约3cm2菌苔，于25℃摇床150rpm培养3天，得到一级种子液。
将一级种子液接入二级种子的液体培养基，该培养基的质量百分比配方为：葡萄糖8％，玉米浆干粉0.8％，磷酸二氢钾0.5％，pH自然，115℃灭菌30min。装液量150mL/500mL挡板三角瓶，按5％的体积比接种，于25℃摇床150rpm培养3天。获得的发酵液作为固体培养的种子液(生物量干重为5g/L)。
制备实施例2
将糙皮侧耳(购自中国普通微生物保藏管理中心，CGMCC 5.759)菌种，转接入克氏瓶斜面，采用PDA培养基，25℃培养7天，得到斜面菌种。
将斜面菌种接入PDW(马铃薯葡萄糖水)培养基(青岛日水生物科技有限公司)，自然pH，121℃灭菌20min。培养条件：装液量为150mL/500mL挡板三角瓶，接种量约3cm2菌苔，于25℃摇床150rpm培养3天，得到用于固体培养的种子液(生物量干重为9g/L)。
实施例1
本实施例用来说明本发明使用的可降解复合材料的制备方法。
将制备实施例1获得的种子液与未经灭菌处理的培养基质(培养基质成分的质量百分比为：大豆秆(粒径在2-15mm范围内)95％，麸皮4％，葡萄糖1％，石膏1％)混合，接种量为4g/kg培养基质。以自来水将培养基质的含水量提高至65-70％。在25℃进行开放式培养，培养环境的相对湿度为85％：预培养3天，使得菌丝在培养基质中充分生长，预培养结束后将培养的物料置于模具中，装填不同厚度，进行模具内培养5天，待菌丝体长满培养基质后，从模具中取出，进行模具外培养2天。于95℃干燥3h，得到厚度30mm和50mm的可降解复合材料A。
实施例2-3
这些实施例用来说明本发明使用的可降解复合材料的制备方法。
按照实施例1的方法制备可降解复合材料B-C，不同的是，分别用“经酸处理的竹纤维(宜宾长顺竹木产业有限公司生产竹原纤维的下脚料，长度30-80mm)”、“棉籽壳”替换实施例1培养基质中的大豆秆，均能生长成形且材料的成形效果均较好。
实施例4
本实施例用来说明本发明使用的可降解复合材料的制备方法。
将制备实施例1获得的种子液与未经灭菌处理的培养基质(培养基质成分的质量百分比为：杨树的木屑(粒径在2-15mm范围内)96.3％，糊精2％，酵母浸粉0.5％，石膏1％，KH2PO40.2％)混合，接种量为10g/kg培养基质，在35℃进行开放式培养(培养环境的湿度为65％)：预培养1天，使得菌丝在培养基质中充分生长，预培养结束后将培养的物料置于模具中进行模具内培养3天，待菌丝长满培养基质后，从模具中取出，进行模具外培养1天。于65℃干燥8h，得到可降解复合材料D，其成形效果与实施例1基本相同。
实施例5
本实施例用来说明本发明使用的可降解复合材料的制备方法。
按照实施例4的方法制备可降解复合材料E，不同的是，将“杨树的木屑”替换为“废菌糠”(来源于食用菌(香菇)的废弃物)。
实施例6
采用无菌操作将制备实施例2获得的种子液接种于经灭菌处理的培养基质(培养基质成分的质量百分比为：大豆秆88％，麸皮8％，蒸馏干酒糟2％，蔗糖1％，石膏1％)混合，接种量为4g/kg培养基质。以自来水将培养基质的含水量提高至65-70％。装入无菌模具中，在25℃培养。培养环境要求无菌，以保证菌丝在培养基质中充分生长，待菌丝长满培养基质后，脱模。于65℃干燥10h，得到可降解复合材料F。
实施例7
按照实施例6的方法制备可降解复合材料G，不同的是，将“大豆秆”替换为“经酸处理的竹纤维(宜宾长顺竹木产业有限公司生产竹原纤维的下脚料，长度30-80mm)”。
测试例1
参照GB/T 19277.1-2011《受控堆肥条件下材料最终需氧生物分解能力的测定采用测定释放的二氧化碳的方法第1部分：通用方法》测试可降解复合材料A的180天最终生物分解率为75.1％，超过GB/T 20197-2006《降解塑料的定义、分类、标志和降解性能要求》对混合物的技术要求。
测试例2
本发明的可降解复合材料均是可燃材料，根据GB/T 8627-2007《建筑材料燃烧或分解的烟密度试验方法》，测定可降解复合材料A的烟密度为51.2。
测试例3
按照GB/T 20285《材料产烟毒性危险分级》，测试可降解复合材料A的产烟毒性，符合该标准的安全级(AQ2)要求，烟气浓度50.0mg/L时，麻醉性和刺激性合格。
以下测试实施例是关于可降解复合材料吸/放湿性能相关的测试，测试采用恒温恒湿箱法，试验温度：23℃±0.5℃。
1、含湿量(moisture content,by mass)：
依据标准ASTM C1498-04a《Standard Test Method for Hygroscopic SorptionIsotherms of Building Materials》测定材料的含湿量，单位kg/kg，计算公式：
Figure BDA0002713624180000161
2、吸湿量(water vapour adsorption content)：
吸湿量的定义为：在吸湿过程中，材料的单位质量吸收的水蒸气的质量，单位为kg/kg，材料达恒重(平衡)作为吸湿结束的标志。
Figure BDA0002713624180000162
3、放湿量(water vapour desorption content)：
放湿量的定义为：在放湿过程中，材料的单位质量释放的水蒸气的质量，单位为kg/kg，材料达恒重(平衡)作为放湿结束的标志。
Figure BDA0002713624180000163
测试实施例1
经测试，厚度为30mm的可降解复合材料A在相对湿度75％的环境中放置至材料恒重后，材料的含湿量为0.139±0.001kg/kg，将此厚度的可降解复合材料A置于相对湿度为85％的环境中放置至材料恒重后，材料的含湿量为0.199±0.003kg/kg，从相对湿度75％到相对湿度85％的吸湿量为0.058±0.002kg/kg。再将该材料置于相对湿度75％的环境中放置至材料恒重后，材料含湿量降至为0.140±0.001kg/kg，从相对湿度85％到相对湿度75％的放湿量同样是0.058±0.002kg/kg。
经测试，厚度为50mm的可降解复合材料A在相对湿度75％的环境中放置至材料恒重后，材料含湿量为0.144±0.006kg/kg，从相对湿度75％到相对湿度85％的吸湿量为0.058±0.002kg/kg。将此厚度材料置于相对湿度为85％的环境中放置至材料恒重后，材料的含湿量为0.201±0.007kg/kg。再将该材料置于相对湿度75％的环境中放置至材料恒重后，材料含湿量降至为0.146±0.008kg/kg，从相对湿度85％到相对湿度75％的放湿量为0.056±0.001kg/kg。
测试实施例2
测试不同厚度可降解复合材料A在不同湿度的含湿量、吸湿量和放湿量。
将厚30mm和厚50mm的试样置于30±3％相对湿度，平衡后测定材料的含湿量，再将环境湿度升高到50±3％，待该材料再次平衡后测定材料含湿量，计算材料在此环境湿度升高过程的吸湿量；依次将环境湿度升高到75±3％、85±3％，测定材料平衡后的含湿量及吸湿量；再将环境湿度降低到75±3％，待材料平衡后测定材料的含湿量及放湿量；依次将环境湿度降低到50±3％、30±3％，测定材料的含湿量及放湿量。结果见表1。
表1试样的含湿量、吸湿量和放湿量
Figure BDA0002713624180000181
测试实施例3
将可降解复合材料B的试样置于恒温恒湿箱中(25℃，相对湿度50％)平衡48h，平衡后试样的质量为132.5g，含湿量为10.53％。将容积2L的玻璃容器分别置于温度为25℃，相对湿度分别为80％和30％的恒温恒湿箱中，使玻璃容器内的湿度与恒温恒湿箱的控制湿度达到平衡。将湿度计(RS PROTA298)和可降解复合材料B试样分别放入不同湿度的玻璃容器内，立即密封，记录2个玻璃容器内的湿度计读数，结果见图1。
测试实施例4
将外形大小相同的可降解复合材料A和中密度板(以秸秆为主原料，万华禾香板业有限责任公司)试样，在相对湿度75％平衡后，分别放置于相同容积的密闭盒(Lock&Lock，1.6L，HPL858)内，空盒内的初始相对湿度为30％。24h后，可降解复合材料A使其所在的密闭盒内的相对湿度提高到51％，而中密度板所在密闭盒的相对湿度未发生明显变化。
将外形大小相同的可降解复合材料A和中密度板(以秸秆为主原料，万华禾香板业有限责任公司)试样，在相对湿度50％平衡后，分别放置于相同体积的密闭空箱(Lock&Lock，3.9L，HPL834)内，空箱内的初始相对湿度为80％。24h后，可降解复合材料A使其所在的密闭箱内的相对湿度降低到52％，而中密度板所在密闭箱的相对湿度未发生明显变化。
分别采用可降解复合材料F、可降解复合材料G替换可降解复合材料A重复上述试验，均可将密闭空间的相对湿度调整至40-60％。
测试实施例6
采用恒温恒湿箱法，测定各材料从环境相对湿度30±3％到85±3％的吸湿量，从环境相对湿度85±3％到30±3％的放湿量，结果见表2。
表2各降解复合材料的吸湿量和放湿量
材料 吸湿量(Kg/Kg) 放湿量(Kg/Kg)
B 0.214 0.198
C 0.166 0.141
D 0.192 0.178
E 0.138 0.112
F 0.183 0.161
G 0.191 0.173
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (24)

1.可降解复合材料在调湿中的应用，其中，所述可降解复合材料包括真菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑；所述可降解复合材料的制备包括：将真菌接种至含有木质纤维素碎屑的培养基质中进行培养，对得到的培养物进行脱水，所述脱水的方式为热风干燥，热风干燥的条件包括温度为50-260℃，时间为0.1-36h，所述真菌选自撕裂蜡孔菌(Ceriporia lacerata)和/或糙皮侧耳(Pleurotusostreatus)，所述糙皮侧耳保藏编号为CGMCC 5.759。
2.根据权利要求1所述的应用，其中，所述可降解复合材料呈规则或不规则立体状。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述木质纤维素碎屑来源于植物性废料和食用菌的废弃培养基质中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述木质纤维素碎屑来源于植物和食用菌的废弃培养基质中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的应用，其中，所述植物选自种子、茎秆、根、叶和果实中的至少一种。
6.根据权利要求3所述的应用，其中，所述植物性废料选自种子壳、秸秆、木质废料、藤质废料、纸屑、棉屑、玉米芯和甘蔗渣中的至少一种。
7.根据权利要求3所述的应用，其中，所述木质纤维素碎屑来源于豆秸、玉米秸秆、棉秆、麸皮、棉籽壳、稻秆、麦秆、玉米芯、木屑、竹屑和废菌糠中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的应用，其中，所述可降解复合材料包括保藏编号为CGMCCNo.10485的撕裂蜡孔菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑。
9.可降解复合材料在包装材料或建筑内饰材料中的应用，其中，所述可降解复合材料包括真菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑；所述可降解复合材料的制备包括：将真菌接种至含有木质纤维素碎屑的培养基质中进行培养，对得到的培养物进行脱水，所述脱水的方式为热风干燥，热风干燥的条件包括温度为50-260℃，时间为0.1-36h，所述真菌选自撕裂蜡孔菌和/或糙皮侧耳，所述糙皮侧耳保藏编号为CGMCC 5.759。
10.根据权利要求8所述的应用，其中，所述可降解复合材料呈规则或不规则立体状。
11.根据权利要求9或10所述的应用，其中，所述木质纤维素碎屑来源于植物性废料和食用菌的废弃培养基质中的至少一种。
12.根据权利要求9或10所述的应用，其中，所述木质纤维素碎屑来源于植物和食用菌的废弃培养基质中的至少一种。
13.根据权利要求12所述的应用，其中，所述植物选自种子、茎秆、根、叶和果实中的至少一种。
14.根据权利要求11所述的应用，其中，所述植物性废料选自种子壳、秸秆、木质废料、藤质废料、纸屑、棉屑、玉米芯和甘蔗渣中的至少一种。
15.根据权利要求11所述的应用，其中，所述木质纤维素碎屑来源于豆秸、玉米秸秆、棉秆、麸皮、棉籽壳、稻秆、麦秆、玉米芯、木屑、竹屑和废菌糠中的至少一种。
16.根据权利要求9或10所述的应用，其中，所述可降解复合材料包括保藏编号为CGMCCNo.10485的撕裂蜡孔菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑。
17.一种调湿的方法，其特征在于，该方法包括：将可降解复合材料暴露于需要调湿的空间，所述可降解复合材料包括真菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑；所述可降解复合材料的制备包括：将真菌接种至含有木质纤维素碎屑的培养基质中进行培养，对得到的培养物进行脱水，所述脱水的方式为热风干燥，热风干燥的条件包括温度为50-260℃，时间为0.1-36h，所述真菌选自撕裂蜡孔菌和/或糙皮侧耳，所述糙皮侧耳保藏编号为CGMCC 5.759。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述可降解复合材料呈规则或不规则立体状。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述木质纤维素碎屑来源于植物性废料和食用菌的废弃培养基质中的至少一种。
20.根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述木质纤维素碎屑来源于植物和食用菌的废弃培养基质中的至少一种。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述植物选自种子、茎秆、根、叶和果实中的至少一种。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述植物性废料选自种子壳、秸秆、木质废料、藤质废料、纸屑、棉屑、玉米芯和甘蔗渣中的至少一种。
23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述木质纤维素碎屑来源于豆秸、玉米秸秆、棉秆、麸皮、棉籽壳、稻秆、麦秆、玉米芯、木屑、竹屑和废菌糠中的至少一种。
24.根据权利要求17或18所述的方法，其中，所述可降解复合材料包括保藏编号为CGMCC No.10485的撕裂蜡孔菌菌丝形成的立体网状结构和被所述立体网状结构固定的至少一个木质纤维素碎屑。
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