再生丝素蛋白材料的制备与性能研究

摘要

用1-乙基-3(3-二甲基氨丙基)碳化二亚胺(EDC)作为交联剂，用N-羟基丁二酰亚胺(NHS)和吗啉-乙磺酸(MES)作为交联的辅助试剂，流延法热风干燥制备再生家蚕丝素膜，用X-射线衍射、傅立叶变换红外光谱、激光拉曼光谱法研究了交联后丝素膜的聚集态结构，对交联后丝素膜的水溶性、拉伸断裂强度、断裂伸长率、杨氏模量等物理性能进行了测试和分析。研究表明，在丝素溶液中添加占丝素质量10-15％的EDC后，流延法热风干燥制得的丝素膜内含有较多的Silk Ⅰ结构，但EDC的过量添加，丝素膜内Silk Ⅰ的含量不再增多；当EDC的添加量达到约占丝素质量的15-20％时，丝素膜的热水溶失率和杨氏模量显著减小，断裂伸长率显著提高；辅助试剂NHS和MES都能够进一步增强EDC对丝素膜内丝素蛋白的上述交联作用。 用固定比例的EDC、NHS和MES使丝素交联，冷冻干燥法制备再生家蚕丝素多孔材料，对交联后丝素多孔材料的水溶性、孔隙率、孔径、密度、压缩率等物理性能进行测试和分析。研究表明纯丝素多孔材料的分子构象以无定形结构为主；多孔材料的孔径、孔隙率、热水溶失率及压缩率随冷冻温度的降低和丝素溶液浓度的增大而减小；通过改变工艺条件，可以制备出平均孔径为32.0-332.5μm、孔隙率为59.7％-90.9％、密度为0.071-0.207g/cm<'3>、压缩率为6％-24.1％、热水溶失率在27.6％-6.0％的家蚕丝素多孔材料。 研究了天蚕丝素纤维的溶解途径和再生天蚕丝素蛋白的制备方法，用流延法热风干燥制备再生天蚕丝素膜，用X-射线衍射、傅立叶变换红外光谱、激光拉曼光谱法研究了天蚕丝素膜经不同浓度的乙醇处理后膜内丝素蛋白分子形态的变化。研究表明，硝酸钙和硫氰酸锂的浓溶液是天蚕丝素纤维的良溶剂，高浓度的硫氰酸锂溶液在35℃时溶解1小时对天蚕丝素纤维有较好的溶解效果。天蚕丝素溶液内丝素蛋白的分子构象主要是α-螺旋和无规卷曲结构。流延法热风干燥制得的再生天蚕丝素膜内丝素的分子构象也是α-螺旋和无规卷曲结构共存。再生天蚕丝素膜经浓度为60-80％的乙醇溶液浸渍1小时后，膜内丝素的分子构象发生显著的从α-螺旋/无规卷曲结构向β-折叠结构的转变，引起丝素膜的耐水性显著提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.家蚕丝素蛋白的结构与性能

2.家蚕丝素蛋白的生物相容性

3.提高再生家蚕丝素材料耐水性的研究概况

4.天蚕丝、天蚕丝素蛋白的性能

5.本文的研究目的和内容

第二章再生家蚕丝素交联膜的制备与性质

1.交联剂的选择

2.材料与方法

3.结果与讨论

4.本章小结

第三章再生家蚕丝素交联多孔材料的制备与性质

1.材料与方法

2.结果与讨论

3.本章小结

第四章再生天蚕丝素膜的制备与性能

1.天蚕丝素纤维的制备与性质

2.再生天蚕丝素溶液的制备及性质

3.再生天蚕丝素膜的制备及乙醇处理对丝素膜的影响

4.本章小结

第五章全文结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢