CN103806123B - 丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及其制备方法 - Google Patents

丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及其制备方法 Download PDF

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雷雍
王坦
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Abstract

本发明属高分子化学材料领域,具体涉及一种丝素蛋白与海藻酸钠共混交联制成复合纤维的方法,由丝素蛋白与海藻酸钠采用湿法纺丝得到。本发明制得的海藻酸钠/丝素蛋白复合纤维具有良好的机械性能,吸湿性能和生物相容性,使其更好地应用于生物材料领域,制备工艺简单。

Description

丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属高分子化学材料领域,具体涉及一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及其 制备方法。
背景技术
[0002] 海藻酸钠骨架上分布有许多自由羟基和羧基钠基团,海藻酸钠的生物相容性、无 毒、非免疫原性等性质,还具有良好的水溶性,降糖作用,抗凝血性,抗氧化,抗肿瘤作用,抗 炎作用和促进细胞增殖等性能。丝素蛋白是天然的高分子蛋白质,具有较好的透水、透气性 和生物相容性,活性丝素蛋白粉末、丝素蛋白溶液等可作为优良的生物材料。据文献报道的 海藻酸钠纤维的研究颇多,但是单一的海藻酸钠纤维存在力学性能不足,生物相容性不强 等缺点,加入适量的丝素蛋白后,通过将二者共混,由于海藻酸钠和丝素蛋白之间强烈的氢 键作用,通过物理共混交联湿法纺丝等技术得到了一种生物相容性,力学性能,吸湿性能, 热性能更好的复合纤维,在生物医学领域有了更广阔的应用前景。另外,文献中丝素蛋白 的获得大多利用真空旋转蒸发来获取,但是由于蛋白质的特殊性质,高温下很容易析出,因 此,该方法不宜采用,本发明采用特殊的方法,用聚乙二醇固体颗粒浓缩克服了这一缺点, 低温浓缩较易得到理想浓度的丝素蛋白溶液。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种丝素蛋 白/海藻酸钠复合纤维及其制备方法,制得的复合纤维具有良好的生物相容性、机械性能 和吸湿性以及热性能,工艺简单。
[0004] 本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为:
[0005] -种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,它是由丝素蛋白与海藻酸钠采用湿法纺丝得 到。
[0006] 按上述方案,所述丝素蛋白与海藻酸钠的质量比为1: (1-2. 5),优选1: (1-1. 5), 更优选为1:1. 5。
[0007] 按上述方案,所述湿法纺丝的具体工艺是:先将海藻酸钠溶液和丝素蛋白浓缩液 混合,常温下交联反应(3-4) h,然后进行脱泡处理,得到纺丝原液,进而采用氯化钙水溶液 和乙醇的混合溶液作为凝固浴进行纺丝。
[0008] 按上述方案,所述丝素蛋白浓缩液的质量分数为5%_10%,海藻酸钠溶液的质量分 数为1%-6%。
[0009] 按上述方案,所述凝固浴采用氯化钙水溶液和乙醇的混合溶液,固化反应时间为 60-90min〇
[0010] 按上述方案,所述氯化钙水溶液和乙醇的体积比为1:(1-1. 5),氯化钙溶液的质量 浓度为4%-6%。
[0011] 按上述方案,所述丝素蛋白是将蚕茧脱胶烘干得到丝素蛋白纤维,再通过化学溶 解、过滤、透析、浓缩得到的。
[0012] 按上述方案,所述脱胶在质量分数5%的Na2C03溶液中将蚕茧煮沸30min,重复一至 三次,洗涤后烘干;所述化学溶解是将丝素蛋白纤维放入钙、乙醇、水按摩尔比为1:2:8组 成的混合溶液中溶解。
[0013] 按上述方案,所述浓缩是将透析后的丝素蛋白溶液仍然置于透析袋中,在透析袋 的外侧倒入一定量的聚乙二醇固体颗粒来吸收丝素蛋白溶液中的水分,控制浓缩时间使丝 素蛋白浓缩液得质量分数为5%-10%。在浓缩过程中可以观察到丝素蛋白液由澄清变为乳白 色。通过取少许浓缩液,干燥得到固含量,来准确计算丝素蛋白浓缩液的浓度。
[0014] 上述丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的制备方法,包括如下步骤:
[0015] (1)将蚕茧脱胶烘干得到丝素蛋白纤维,再通过化学溶解、过滤、透析、浓缩得到质 量分数为5%_10%的丝素蛋白浓缩液;
[0016] (2)海藻酸钠加入适量的蒸馏水配置成质量分数为2%_6%的海藻酸钠溶液;
[0017] (3)将海藻酸钠溶液和丝素蛋白浓缩液按质量比为1: (1-2. 5)混合,常温下交联 反应(3-4) h,然后将交联产物通过离心来进行脱泡处理,得到纺丝原液;
[0018] (4 )将步骤(3 )的纺丝原液进行湿法纺丝操作,采用氯化钙水溶液和乙醇的混合溶 液作为凝固浴,固化反应时间为60-90min,得到丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维。
[0019] 本发明所述丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的拉伸强度为9. 58/1. 62(Dry/Wet),断 裂伸长率为47. 28/60. 88 (Dry/Wet),吸湿性能为154. 17%。
[0020] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0021] ( 1)本发明原料为丝素蛋白和海藻酸钠,采用天然高分子材料,环境友好,采用物 理共混交联,不添加其他化学交联剂,制备出的纤维具有更好的生物相容性,工艺简单,成 本低廉。
[0022] (2)本发明中对丝素蛋白液的进行了浓缩,采用聚乙二醇固体颗粒覆盖的方法,低 温浓缩得到理想浓度的丝素蛋白液。
[0023] (3)本发明制备的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的拉伸强度为9. 58/1. 62 (干/ 湿),断裂伸长率为47. 28/60. 88 (干/湿),吸湿性能为154. 17%,机械强度及吸湿性能远远 超出单纯的海藻酸钠纤维和丝素蛋白纤维。
附图说明
[0024] 图1为实施例1-6制备的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的红外光谱图,以及海藻 酸钠和丝素蛋白的红外光谱图,其中(A)海藻酸钠(SA),(B)实施例4,丝素蛋白(SF):海藻 酸钠(SA) =1:2. 5,(C)实施例3,丝素蛋白(SF):海藻酸钠(SA) =1:2,(D)实施例2,丝素蛋 白(SF):海藻酸钠(SA)=1:1. 5,(E)实施例1,丝素蛋白(SF):海藻酸钠(SA)=1:1,(F)丝 素蛋白(SF)
[0025] 图2为实施例2、3制备的丝素蛋白/海藻酸钠纤维和实施例5制备的海藻酸钠纤 维的X射线衍射图。
[0026] 图3为实施例1-5制备的不同比例的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的拉伸性能。
[0027] 图4为实施例1-5制备的不同比例的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的断裂伸长 率;
[0028] 图5为实施例1-5制备的不同比例的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的吸湿性能;
[0029] 图6为实施例2的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的表面形态观察;
[0030] 图7为实施例2、3、5制备的不同比例的的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维以及100% 的SF的热分析结果。
[0031] 注:附图中SA代表海藻酸钠,SF代表丝素蛋白,SF/SA代表丝素蛋白/海藻酸钠 复合纤维。
具体实施方式
[0032] 为了更好地理解本发明,下面结合实例进一步阐明本发明的内容,但本发明不仅 仅局限于下面的实施例。
[0033]实施例1
[0034]一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,其制备方法如下:
[0035] (1)将蚕茧脱胶烘干得到丝素蛋白纤维,然后按照氯化钙:乙醇:水摩尔比为 1:2:8的比例配置溶液,溶解丝素蛋白纤维,先置于65 °C溶解60min,再置于80 °C溶解 30min;继而再将溶解的丝素蛋白溶液过滤,透析3天,制得丝素蛋白的水溶液;将透析后的 将置于透析袋中的丝素蛋白溶液放入l〇〇〇ml的大烧杯中,在透析袋外部倒入150g聚乙二 醇固体颗粒进行浓缩,浓缩6h后丝素蛋白液由澄清变为乳白色,浓缩停止,取少许浓缩液, 干燥得到固含量,计算得到质量分数约为5. 99%的高浓度的丝素蛋白浓缩液;
[0036] (2)取定量的海藻酸钠加入适量的蒸馏水配置质量浓度为6%的海藻酸钠溶液;
[0037] (3)按海藻酸钠和丝素蛋白固体质量比为1:1,将海藻酸钠溶液和丝素蛋白浓缩液 进行混合,常温下搅拌,交联反应4h,然后将交联产物在离心机中3000r/min条件下离心进 行脱泡处理,得到纺丝原液;
[0038] (4)将步骤(3)的纺丝原液进行纺丝操作,采用体积比为1:1. 5的氯化钙水溶液和 乙醇的混合溶液作为凝固浴,氯化钙溶液的质量分数为6%,固化反应时间为90min,得到丝 素蛋白/海藻酸钠复合纤维。
[0039] 对干湿态的纤维进行结构表征和性能检测。如图1所示该丝素蛋白与海藻酸钠经 交联后-OH与单纯的海藻酸钠相比向低波数移动,说明海藻酸钠与丝素蛋白之间发生了交 联反应。
[0040] 如图3所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维干态和湿态的拉伸强度分别 为:7. 16和1. 59,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(7. 06和2. 43)相比具有较好的 拉伸强度。
[0041] 如图4所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维干态和湿态的相应的断裂伸 长率为:32. 51%和49. 01%,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(14. 36%和28. 82%)相 比有着较强的断裂伸长率。
[0042] 如图5所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维吸水率为110. 80%,与实施例 5制备的单一的海藻酸钠纤维(95. 52%)也有了明显的提高。
[0043] 实施例2
[0044] -种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,其制备方法如下:
[0045] (1)将蚕茧脱胶烘干得到丝素蛋白纤维,然后按照氯化钙:乙醇:水摩尔比为 1:2:8的比例配置溶液,溶解丝素蛋白纤维,先置于65 °C溶解60min,再置于80 °C溶解 30min ;继而再将溶解的丝素蛋白溶液过滤,透析3天,制得丝素蛋白的水溶液;将透析后的 将置于透析袋中的丝素蛋白溶液放入l〇〇〇ml的大烧杯中,在透析袋外部倒入160g的聚乙 二醇固体颗粒进行浓缩,5h后丝素蛋白液由澄清变为乳白色,浓缩停止,取少许浓缩液,计 算得到质量分数约为7. 5%的高浓度的丝素蛋白浓缩液;
[0046] (2)取定量的海藻酸钠加入适量的蒸馏水配置质量浓度为5%的海藻酸钠溶液 (注:由于实施例2得到的丝素蛋白液浓度较高,因此可适当的降低海藻酸钠溶液的浓度);
[0047] (3)按丝素蛋白和海藻酸钠固体质量比为1:1. 5,将丝素蛋白浓缩液和海藻酸钠溶 液进行混合,常温下搅拌,交联反应4h,然后将交联产物在离心机中3000r/min条件下离心 进行脱泡处理,得到纺丝原液;
[0048] (4)将步骤(3)的纺丝原液进行纺丝操作,采用体积比为1:1的氯化钙水溶液和乙 醇的混合溶液作为凝固浴,氯化钙溶液的质量分数为5%,固化反应时间为90min,得到丝素 蛋白/海藻酸钠复合纤维。
[0049] 对干湿态的纤维进行结构表征和性能检测。如图1所示该丝素蛋白与海藻酸钠经 交联后-OH与单纯的海藻酸钠相比向低波数移动,说明海藻酸钠与丝素蛋白之间发生了交 联反应,与实施例1相比也向低波数移动,说明1:1. 5的混合比例下,丝素蛋白与海藻酸钠 之间的氢键作用较混合比为1:1强烈。
[0050] 如图2所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维的XRD图谱中,海藻酸钠显 示典型的峰在14°和23°左右,随着丝素蛋白含量的增加,衍射峰逐渐减弱。丝素蛋白结 晶规律表明,随着丝素蛋白含量的增加位于24°衍射峰消失,表明分子间相互作用破坏了 两种化合物晶格结构,进而表明丝素蛋白和海藻酸钠分子间较好的氢键作用和良好的相容 性。
[0051] 在如图3所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维干态和湿态的拉伸强度分 别为:9. 58和1. 62,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(7. 06和2. 43)相比具有较好 的拉伸强度。如图4所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维干态和湿态的相应的断 裂伸长率为:47. 28%和60. 88%,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(14. 36%和28. 82%) 相比有着较强的断裂伸长率。如图5所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维吸水率 为154. 17%,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(95. 52%)也有了明显的提高。
[0052] 实施例3
[0053] -种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,其制备方法如下:
[0054] (1)将蚕茧脱胶烘干得到丝素蛋白纤维,然后按照氯化钙:乙醇:水摩尔比为 1:2:8的比例配置溶液,溶解丝素蛋白纤维,先置于65 °C溶解60min,再置于80 °C溶解 30min ;继而再将溶解的丝素蛋白溶液过滤,透析3天,制得丝素蛋白的水溶液;将透析后的 将置于透析袋中的丝素蛋白溶液放入l〇〇〇ml的大烧杯中,倒入一定量的聚乙二醇固体颗 粒进行浓缩,浓缩时间5h,得到质量分数约为8. 77%的高浓度的丝素蛋白溶液;
[0055] (2)取定量的海藻酸钠加入适量的蒸馏水配置质量浓度为4%的海藻酸钠溶液。
[0056] (3)按丝素蛋白和海藻酸钠质量比为1:2,将丝素蛋白浓缩液和海藻酸钠溶液进行 混合,常温下搅拌,交联反应3. 5h,然后将交联产物在离心机中3000r/min条件下离心进行 脱泡处理,得到纺丝原液;
[0057] (4)将步骤(3)的纺丝原液进行纺丝操作,采用体积比为1:1的氯化钙水溶液和乙 醇的混合溶液作为凝固浴,氯化钙的质量分数为5%,固化反应时间为90min,得到丝素蛋白 /海藻酸钠复合纤维。
[0058] 对干湿态的纤维进行结构表征和性能检测。如图1所示该丝素蛋白与海藻酸钠经 交联后-OH与单纯的海藻酸钠相比向低波数移动,说明海藻酸钠与丝素蛋白之间发生了交 联反应。与实施例1相比也向低波数移动,说明1:2的混合比例下,丝素蛋白与海藻酸钠之 间的氢键作用较混合比为1:1强烈,但略低于1:1. 5的混合比例所得到的复合纤维。
[0059] 如图2所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维的XRD图谱中,海藻酸钠显示 典型的峰在14°和23°左右,随着丝素蛋白含量的增加,衍射峰逐渐减弱。丝素蛋白结晶 规律表明,随着丝素蛋白含量的增加位于24°衍射峰消失,表明分子间相互作用两种化合 物破坏了两种化合物晶格结构,进而丝素蛋白和海藻酸钠分子间较好的氢键作用和良好的 相容性,但效果略低于混合比例为1:1所得到的复合纤维。
[0060] 在如图3所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维干态和湿态的拉伸强度分 别为:8. 07和1. 77,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(7. 06和2. 43)相比具有较好 的拉伸强度。如图4所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维干态和湿态的相应的断 裂伸长率为:36. 07%和56. 67%,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(14. 36%和28. 82%) 相比有着较强的断裂伸长率。如图5所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维吸水率 为123. 80%,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(95. 52%)也有了明显的提高。
[0061] 实施例4
[0062] 一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,其制备方法如下:
[0063] (1)将蚕茧脱胶烘干得到丝素蛋白纤维,然后按照氯化钙:乙醇:水摩尔比为 1:2:8的比例配置溶液,溶解丝素蛋白纤维,先置于65 °C溶解60min,再置于80 °C溶解 30min ;继而再将溶解的丝素蛋白溶液过滤,透析3天,制得丝素蛋白的水溶液;将透析后的 将置于透析袋中的丝素蛋白溶液放入l〇〇〇ml的大烧杯中,倒入150g聚乙二醇固体颗粒进 行浓缩,7h后丝素蛋白液由澄清变为乳白色,得到质量分数约为9. 8%的高浓度的丝素蛋白 溶液;
[0064] (2)取定量的海藻酸钠加入适量的蒸馏水配置质量浓度为2%的海藻酸钠溶液。
[0065] (3)按丝素蛋白和海藻酸钠质量比为1:2. 5,将丝素蛋白浓缩液和海藻酸钠溶液进 行混合,常温下搅拌,交联反应3. 5h,然后将交联产物在离心机中3000r/min条件下离心进 行脱泡处理,得到纺丝原液;;
[0066] (4)将步骤(3)的纺丝原液进行纺丝操作,采用体积比为1:1的氯化钙水溶液和乙 醇的混合溶液作为凝固浴,氯化钙的质量分数为5%,固化反应时间为90min,得到丝素蛋白 /海藻酸钠复合纤维。
[0067] 对干湿态的纤维进行结构表征和性能检测。如图1所示该丝素蛋白与海藻酸钠经 交联后-OH与单纯的海藻酸钠相比向低波数移动,说明海藻酸钠与丝素蛋白之间发生了交 联反应。与实施例1相比也向低波数移动,说明1:2. 5的混合比例下,丝素蛋白与海藻酸钠 之间的氢键作用较混合比为1:1强烈但略低于1:1. 5的混合比例所得到的复合纤维。
[0068] 在如图3所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维干态和湿态的拉伸强度分 别为:7. 84和2. 01,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(7. 06和2. 43)相比具有较好 的拉伸强度。如图4所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维干态和湿态的相应的断 裂伸长率为:28. 83%和50. 50%,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(14. 36%和28. 82%) 相比有着较强的断裂伸长率。如图5所示,该丝素蛋白与海藻酸钠经交联后的纤维吸水率 为110. 79%,与实施例5制备的单一的海藻酸钠纤维(95. 52%)也有了明显的提高。对干湿 态的纤维分别进行结构表征和性能检测。
[0069] 实施例5
[0070] (1)取定量的海藻酸钠加入适量的蒸馏水配置质量浓度为5%的海藻酸钠溶液。
[0071] (2)将海藻酸钠溶液常温下搅拌,静置3h,然后将溶液在离心机中3000r/min条件 下离心进行脱泡处理,得到纺丝原液;
[0072] (3)将步骤(3)的纺丝原液进行纺丝操作,采用体积比为1:1的氯化钙水溶液和乙 醇的混合溶液作为凝固浴,氯化钙水溶液的质量分数为5%,固化反应时间为90min,得到海 藻酸钠纤维。
[0073] 对干湿态的纤维进行结构表征和性能检测。如图1所示单一的海藻酸钠其-OH在 较高波数处。如图2所示,海藻酸钠在14°和23°左右有明显的衍射峰,在如图3所示,海 藻酸钠纤维干态和湿态的拉伸强度分别为:7. 06和2. 43。如图4所示,单一的海藻酸钠纤 维其断裂伸长率分别为14. 36%和28. 82%。如图5所示,单一的海藻酸钠纤维其吸水率为 95. 52%〇
[0074] 将上述各实施例制备的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及海藻酸钠纤维进行性能 表征的方法如下:
[0075] ( 1)将实施例1-5制备的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及海藻酸钠纤维干态纤维 在常温和常湿下放置24h,然后进行干态拉伸性能检测,湿态性能则是在蒸馏水中浸泡24h 后取出,除去多余的水分,然后进行湿态的拉伸性能检测。
[0076] 由图3可知:与100%的海藻酸钠纤维相比,干态的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维 经过混合交联后拉伸强度随丝素蛋白量的增加先增大后减小,但高于100%的海藻酸钠纤 维,当丝素蛋白与海藻酸钠的混合比例为1:1.5的时候,干态复合纤维的拉伸强度达到最 大值,湿态的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维经过混合交联后拉伸强度随丝素蛋白量的增加 逐渐减小。
[0077] (2)将实施例1-5制备的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及海藻酸钠纤维干态纤维 在常温和常湿下放置12h,然后进行干态断裂伸长率性能检测,湿态性能则是在蒸馏水中浸 泡12h后取出,除去多余的水分,然后进行湿态的断裂伸长率性能检测。
[0078] 由图4可知:经过混合交联后丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的断裂伸长率随丝素 蛋白量的增加先增大后减小,干湿态性能呈现相似的变化趋势,但不论是干态还是湿态,当 丝素蛋白与海藻酸钠的混合比例为1:1. 5的时候,干态和湿态复合纤维的拉伸强度达到最 大值,但均明显高于100%的海藻酸钠纤维。
[0079] (3)将实施例1-5制备的100%的海藻酸钠纤维及不同比例的丝素蛋白/海藻酸钠 复合纤维及海藻酸钠纤维烘干,称取一定量后,再在去离子水中浸泡48h,之后进行吸湿性 能检测。
[0080]
Figure CN103806123BD00081
[0081] WRV表示吸湿性能,示吸水后湿态纤维的质量稳定值,W。表示吸水前干燥的纤 维的质量。
[0082] 由图5可知,由于丝素蛋白的加入,和单纯的海藻酸钠纤维相比,复合纤维的吸湿 性能得到了明显的提高,当丝素蛋白与海藻酸钠的混合比例为1:1.5的时候,干态和湿态 复合纤维的吸湿性能达到最大值。这是由于丝素蛋白本身具有较好的吸湿性和保湿性能, 提高了复合纤维的吸湿性和保湿性,以及生物相容性,提高了其应用价值。
[0083] (4)将实施例2制备的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维干燥成粉末,制样,进行电镜 扫描,对复合纤维的表观结构进行分析。
[0084] 由图6可知,当丝素蛋白与海藻酸钠的混合比例为1:1. 5的时候,复合纤维有较平 滑和均匀的表面形态,说明在此混合状态下,丝素蛋白和海藻酸钠之间有较好的相容性。
[0085] (5)将实施例2、例3、例5制备的丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,以及100%的海藻 酸钠和丝素蛋白进行干燥制样,进行热力学性能分析。
[0086] 由图7可知随着丝素蛋白量的增加,复合纤维的玻璃化转变温度相应的增加。图 中显示,1:1. 5和1:2的混合比例下丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的玻璃化转变温度分别 为222°C,209°C,而100%的海藻酸钠和100%丝素蛋白的玻璃化转变温度分别为129. 9°C 和190. 7°C。结果表明,由于丝素蛋白和海藻酸钠分子之间的作用,导致了交联产物玻璃化 转变温度的提高。玻璃化转变温度越高,说明两种分子之间的作用越强。

Claims (7)

1. 一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,其特征在于它是由丝素蛋白与海藻酸钠采用 湿法纺丝得到;所述的丝素蛋白与海藻酸钠的质量比为I:(1-2. 5);所述湿法纺丝的具 体工艺是:先将海藻酸钠溶液和丝素蛋白浓缩液混合,常温下交联反应(3-4)h,然后进行 脱泡处理,得到纺丝原液,进而在凝固浴中进行纺丝;所述丝素蛋白浓缩液的质量分数为 5%-10%,海藻酸钠溶液的质量分数为1%-6%。
2. 根据权利要求1所述的一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,其特征在于所述湿法纺 丝采用的凝固浴为氯化钙水溶液和乙醇的混合溶液,固化反应时间为60-90min。
3. 根据权利要求2所述的一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,其特征在于所述氯化钙 水溶液和乙醇的体积比为1: (1-1. 5),氯化钙溶液的质量浓度为4%-6%。
4. 根据权利要求1所述的一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,其特征在于所述丝素蛋 白是将蚕茧脱胶烘干得到丝素蛋白纤维,再通过化学溶解、过滤、透析、浓缩得到的。
5. 根据权利要求4所述的一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,其特征在于所述脱胶在 Na2OV^液中进行煮沸(30-40)min,重复一至三次,洗涤后烘干;所述化学溶解是将丝素蛋 白纤维放入氯化钙、乙醇、水按摩尔比为1:2:8组成的混合溶液中溶解。
6. 根据权利要求4中的任意一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维,其特征在于所述浓缩 是将透析后的丝素蛋白溶液采用聚乙二醇固体颗粒吸收其中的水分,使丝素蛋白的质量分 数为 5%-10%。
7. 权利要求1-6中的任意一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的制备方法,其特征在于 包括如下步骤: (1) 将蚕茧脱胶烘干得到丝素蛋白纤维,再通过化学溶解、过滤、透析、浓缩得到质量分 数为5%-10%的丝素蛋白浓缩液; (2) 海藻酸钠加入适量的蒸馏水配置成质量分数为2%-6%的海藻酸钠溶液; (3) 将海藻酸钠溶液和丝素蛋白浓缩液按质量比为1: (1-2. 5)混合,常温下交联反应 (3-4)h,然后将交联产物通过离心来进行脱泡处理,得到纺丝原液; (4 )将步骤(3 )的纺丝原液进行湿法纺丝操作,采用氯化钙水溶液和乙醇的混合溶液作 为凝固浴,固化反应时间为60-90min,得到丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维。
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