蚕蛹的综合开发利用及紫外辐照油酸接枝改性PBT血液滤材研究

摘要

本文研究了蚕蛹的综合开发利用及紫外辐照油酸接枝改性PBT血液滤材。 蚕蛹是中国蚕业的主要副产物，随着中国纺织业的迅猛发展，蚕蛹资源的综合开发应用前景广阔。蚕蛹中的主要有效成分包括蛋白质、油脂和甲壳素等，分别都具有很好的保健营养和医药应用价值。 首先，研究了蚕蛹中三种主要成分的提取方法、提取流程和产物的分析测试，讨论了提取过程中的相关因素对分离效率和分离产物的影响。 采用有机溶剂萃取法从蚕蛹中提取出蛹油，其主要成分是脂肪酸甘油酯的混合物。实验结果表明环己烷浸出效率高于石油醚，索氏抽提法效率高于浸出法。浸出法最佳工艺条件为一次浸出，浸出时间6小时，固液比1：4。蛹油水解后得到混合脂肪酸，使用气相色谱-质谱连用分析仪对脂肪酸组成进行了定性和定量的测试，其中饱和脂肪酸主要包括软脂酸和硬脂酸，不饱和脂肪酸主要包括油酸、亚油酸和亚麻酸。对蛹油水解后的混合脂肪酸进行尿素包合法处理，可以将蛹油混合脂肪酸中不饱和脂肪酸的浓度从65.2％提高到79.8％。 萃取完蛹油的脱脂蚕粉的主要成分是蛋白质和甲壳素，通过稀碱溶液将蛋白质溶解，再调节溶液pH值可以将蛋白质沉淀出来，漂白干燥后就可以得到无臭蛋白粉。实验提取率为45.8％。再利用酸和碱分别二次浸泡除去蛹壳中剩余蛋白质和无机盐后，就可以得到甲壳素。红外光谱分析可以证实样品与甲壳素红外标准图谱吻合，基本无杂峰。 在提取实验的基础上，总结了蚕蛹的综合开发流程，将不同成分的提取过程整合，讨论了蚕蛹资源综合开发的流程和意义。 在提纯后的不饱和脂肪酸的混合物中，油酸、亚油酸和亚麻酸的含量很高，且结构和性能都非常相似。 选取了油酸作为研究对象，详细讨论了油酸在医用材料改性方面的应用，使用油酸作为接枝单体对血液过滤用聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）无纺布滤材进行表面改性。在紫外辐照和光敏剂作用下，可以引发自由基接枝反应，油酸接枝到PBT无纺布的纤维表面。对改性后样品进行了红外图谱，扫描电镜，润湿性，紫外光谱和溶血性能等测试：红外图谱证实了油酸在紫外辐照和光敏剂的引发条件下可以被成功接枝到PBT无纺布纤维表面；接触角测试显示改性后的PBT样品表面接触角减小，亲水性有明显提高；扫描电镜显示样品改性前后表面粗糙度有变化且有颗粒状附着物；溶血性测试显示改性后样品有很好的血液相容性，溶血率与丙烯酸改性PBT滤材相比大大降低；pH值和紫外测试显示样品测试液符合血液过滤材料使用标准。实验还讨论了改性过程中反应温度、辐照时间和光敏剂浓度等工艺条件对PBT无纺布接枝率的影响，结果表明：反应温度对体系接枝率影响不大；随着辐照时间和光敏剂浓度的增加，接枝率增加减慢；最佳的接枝反应工艺条件为室温，辐照时间25min，光敏剂浓度6％。 本研究使用油酸作为PBT表面改性的接枝单体，紫外辐照和光敏剂作为引发手段，这一研究体系在本领域内未见文献报道。改性后滤材的血液相容性与传统的化学改性手段和常用的丙烯酸接枝改性单体相比更有优势。