CN104250926A - 一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法 - Google Patents
一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，该方法包括以下步骤：将蚕丝织物在碱液中进行脱胶处理，脱去蚕丝表面的丝胶，洗涤烘干后，对蚕丝织物的表面进行酸性溶液低浓度短时间的预处理，再交替浸泡于含钙离子溶液和含磷酸根离子的溶液中，交替循环后，取出蚕丝织物，洗涤干燥得到羟基磷灰石功能化的蚕丝织物。该方法通过控制交替循环浸泡溶液的次数调节蚕丝织物表面羟基磷灰石的厚度，得到的蚕丝织物初始形态未发生明显改变，保留蚕丝织物优良的理化性能，表面沉积了一层羟基磷灰石晶体，提高了织物的生物相容性，且蚕丝面料单位克重增加，拉伸强度影响不大。
Description
技术领域：
本发明属于纺织材料技术领域，特别涉及一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法。
背景技术：
蚕丝主要由丝胶和丝素构成，丝素无毒无刺激，具有良好的生物相容性和可降解性，且因蚕丝具有来源丰富、价格便宜、加工简单等优势，不仅可作为衣料用纤维材料，而且在非衣料材料、化妆品、护肤以及医用材料等领域皆有广泛的应用。
将蚕丝与无机物特性差异大的无机物质复合，有望使蚕丝获得新的物理性能和功能。自然界存在着许多有机-无机复合物质，骨骼是其中的代表之一，它主要含70％的羟基磷灰石和胶原等其他有机无机物。羟基磷灰石也可简称HA，用羟基磷灰石纤维增强的复合材料具有良好的生物相容性、生物亲和性及制造成形的灵活性，常用于医疗领域。
将机械强度高的蚕丝与骨亲和的羟基磷灰石相结合，蚕丝织物可作为人工肌腱、人工韧带等医疗材料。蚕丝和羟基磷灰石的复合方法大致有几种：一是将蚕丝织物交替浸渍在钙溶液和磷酸溶液中的交替浸渍法；二是把蚕丝织物浸泡于无蛋白的模拟体液中的模拟体液法；三是蚕丝织物浸泡于过饱和钙磷混合溶液中的过饱和法，其中交替浸渍法易控制蚕丝织物表面羟基磷灰石的厚度。
发明内容：
本发明的目的是提供一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，该方法在蚕丝织物的表面沉积一层羟基磷灰石，利用将蚕丝织物交替浸渍在钙溶液和磷酸溶液中的交替浸渍法，可以通过控制浸渍的时间和交替的次数，控制蚕丝织物表面沉积羟基磷灰石的厚度和提高羟基磷灰石与蚕丝织物结合的强度，得到具有良好的生物相容性、生物亲和性的蚕丝织物。
本发明的目的通过如下技术方案实现：
一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，包括以下步骤：
(1)将蚕丝织物置于0.05-0.07g/L的碱性溶液中，95-100℃处理30-45min，取出蚕丝织物，用去离子水洗涤，20-30℃烘干得到脱胶的蚕丝织物；
(2)将脱胶的蚕丝织物先浸泡于3-5％的酸性溶液中，经超声处理，取出蚕丝织物，20-30℃烘干得到预处理的蚕丝织物；
(3)将预处理的蚕丝织物上端固定，先用含钙离子的溶液浸泡0.5-1h，再用含磷酸根离子的溶液浸泡0.5-1h，交替循环3-10次,得到表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物；
(4)将表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物取出，超声处理，去除表面结合不牢的物质，再用去离子水洗涤，20-30℃烘干得到羟基磷灰石功能化的蚕丝织物。
作为上述技术方案的优选，步骤(1)所述的碱性溶液为碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中的一种。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的酸性溶液为乙酸溶液。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的浸泡时间为20-30min。
作为上述技术方案的优选，步骤(2)所述的超声时间为2-5min。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)所述的含钙离子的溶液为饱和的氢氧化钙溶液。
作为上述技术方案的优选，步骤(3)所述的含磷酸根离子的溶液为磷酸二氢钠溶液，浓度为0.1-0.2mol/L。
作为上述技术方案的优选，步骤(4)所述的超声的时间为1-2min。
本发明的有益效果在于：脱胶后的蚕丝主要含有丝素，丝素整体上带负电，因此其生物相容性比较好，丝素含有天冬氨酸，其β-这的片层侧面含有羟基，能诱导碳酸钙和磷酸钙矿化沉积。本方法采用交替浸渍的方法在蚕丝织物表面沉积羟基磷灰石，因为丝素含有17％的羟基和3％的羧基，钙离子与羟基和羧基有着很强的结合力，先浸渍于含钙离子的溶液中，钙离子能与蚕丝织物表面甚至内部的活性基团结合，然后再浸入含有磷酸根离子的溶液中，磷酸根离子与钙离子的结合力更强，最终磷酸根与钙离子紧密结合在蚕丝织物表面，生成羟基磷灰石。对蚕丝织物表面进行由于酸对羟基磷灰石有溶解作用，纤维表面含有酸性物质可以使羟基磷灰石与蚕丝织物结合力加强，防止出现羟基磷灰石与蚕丝织物表面形成明显的界面。该方法制备的蚕丝织物初始形态未发生明显改变，保留蚕丝织物优良的理化性能，表面沉积了一层羟基磷灰石晶体，提高了织物的生物相容性，且蚕丝面料单位克重增加，拉伸强度影响不大。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1：
将蚕丝织物置于0.05g/L的碳酸钠溶液中，100℃处理30min，去除蚕丝表面的丝胶后，用去离子水洗涤干净，30℃烘干得到脱胶的蚕丝织物，将脱胶的蚕丝织物在5％的乙酸溶液中浸泡20min，超声处理5min进行预处理，取出蚕丝织物，30℃烘干得到预处理的蚕丝织物。
将预处理的蚕丝织物上端固定，先用饱和的氢氧化钙溶液浸泡1h，再用0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液浸泡1h，交替循环10次,得到表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物，将表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物取出，超声处理2min，去除表面结合不牢的物质，再用去离子水洗涤，30℃烘干得到羟基磷灰石功能化的蚕丝织物。
测得羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的质量增加了0.5g/cm2,用YG026B型电子织物强力机测得蚕丝织物的拉伸强度增大了13.4％。
实施例2：
将蚕丝织物置于0.07g/L的碳酸氢钠溶液中，95℃处理45min，去除蚕丝表面的丝胶后，用去离子水洗涤干净，20℃烘干得到脱胶的蚕丝织物，将脱胶的蚕丝织物在3％的乙酸溶液中浸泡30min，超声处理2min进行预处理，取出蚕丝织物，20℃烘干得到预处理的蚕丝织物。
将预处理的蚕丝织物上端固定，先用饱和的氢氧化钙溶液浸泡0.5h，再用0.2mol/L的磷酸二氢钠溶液浸泡0.5h，交替循环3次,得到表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物，将表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物取出，超声处理1min，去除表面结合不牢的物质，再用去离子水洗涤，20℃烘干得到羟基磷灰石功能化的蚕丝织物。
测得羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的质量增加了0.1g/cm2,用YG026B型电子织物强力机测得蚕丝织物的拉伸强度增加了2.8％。
实施例3：
将蚕丝织物置于0.06g/L的碳酸钠溶液中，100℃处理30min，去除蚕丝表面的丝胶后，用去离子水洗涤干净，30℃烘干得到脱胶的蚕丝织物，将脱胶的蚕丝织物在5％的乙酸溶液中浸泡30min，超声处理3min进行预处理，取出蚕丝织物，30℃烘干得到预处理的蚕丝织物。
将预处理的蚕丝织物上端固定，先用饱和的氢氧化钙溶液浸泡1h，再用0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液浸泡1h，交替循环5次,得到表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物，将表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物取出，超声处理2min，去除表面结合不牢的物质，再用去离子水洗涤，30℃烘干得到羟基磷灰石功能化的蚕丝织物。
测得羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的质量增加了0.3g/cm2,用YG026B型电子织物强力机测得蚕丝织物的拉伸强度增大11.7％。
实施例4：
将蚕丝织物置于0.06g/L的碳酸氢钠溶液中，95℃处理45min，去除蚕丝表面的丝胶后，用去离子水洗涤干净，25℃烘干得到脱胶的蚕丝织物，将脱胶的蚕丝织物在4％的乙酸溶液中浸泡25min，超声处理3min进行预处理，取出蚕丝织物，25℃烘干得到预处理的蚕丝织物。
将预处理的蚕丝织物上端固定，先用饱和的氢氧化钙溶液浸泡0.5h，再用0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液浸泡0.5h，交替循环8次,得到表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物，将表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物取出，超声处理2min，去除表面结合不牢的物质，再用去离子水洗涤，25℃烘干得到羟基磷灰石功能化的蚕丝织物。
测得羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的质量增加了0.4g/cm2,用YG026B型电子织物强力机测得蚕丝织物的拉伸强度增大9.7％。
实施例5：
将蚕丝织物置于0.06g/L的碳酸钠溶液中，95℃处理45min，去除蚕丝表面的丝胶后，用去离子水洗涤干净，20℃烘干得到脱胶的蚕丝织物，将脱胶的蚕丝织物在3％的乙酸溶液中浸泡25min，超声处理4min进行预处理，取出蚕丝织物，20℃烘干得到预处理的蚕丝织物。
将预处理的蚕丝织物上端固定，先用饱和的氢氧化钙溶液浸泡1h，再用0.1mol/L的磷酸二氢钠溶液浸泡0.5h，交替循环5次,得到表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物，将表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物取出，超声处理2min，去除表面结合不牢的物质，再用去离子水洗涤，25℃烘干得到羟基磷灰石功能化的蚕丝织物。
测得羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的质量增加了0.2g/cm2,用YG026B型电子织物强力机测得蚕丝织物的拉伸强度增大3.8％。
实施例6：
将蚕丝织物置于0.07g/L的碳酸氢钠溶液中，95℃处理30min，去除蚕丝表面的丝胶后，用去离子水洗涤干净，20℃烘干得到脱胶的蚕丝织物，将脱胶的蚕丝织物在4％的乙酸溶液中浸泡25min，超声处理4min进行预处理，取出蚕丝织物，20℃烘干得到预处理的蚕丝织物。
将预处理的蚕丝织物上端固定，先用饱和的氢氧化钙溶液浸泡0.5h，再用0.1-0.2mol/L的磷酸二氢钠溶液浸泡1h，交替循环6次,得到表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物，将表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物取出，超声处理2min，去除表面结合不牢的物质，再用去离子水洗涤，20℃烘干得到羟基磷灰石功能化的蚕丝织物。
测得羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的质量增加了0.3g/cm2,用YG026B型电子织物强力机测得蚕丝织物的拉伸强度增大了1.8％。
Claims (8)
1.一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将蚕丝织物置于0.05-0.07g/L的碱性溶液中，95-100℃处理30-45min，取出蚕丝织物，用去离子水洗涤，20-30℃烘干得到脱胶的蚕丝织物；
(2)将脱胶的蚕丝织物先浸泡于3-5％的酸性溶液中，经超声处理，取出蚕丝织物，20-30℃烘干得到预处理的蚕丝织物；
(3)将预处理的蚕丝织物上端固定，先用含钙离子的溶液浸泡0.5-1h，再用含磷酸根离子的溶液浸泡0.5-1h，交替循环3-10次,得到表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物；
(4)将表面沉积羟基磷灰石的蚕丝织物取出，超声处理，去除表面结合不牢的物质，再用去离子水洗涤，20-30℃烘干得到羟基磷灰石功能化的蚕丝织物。
2.根据权利要求1所述的一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，其特征在于：步骤(1)所述的碱性溶液为碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，其特征在于：步骤(2)所述的酸性溶液为乙酸溶液。
4.根据权利要求1所述的一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，其特征在于：步骤(2)所述的浸泡时间为20-30min。
5.根据权利要求1所述的一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，其特征在于：步骤(2)所述的超声时间为2-5min。
6.根据权利要求1所述的一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，其特征在于：步骤(3)所述的含钙离子的溶液为饱和的氢氧化钙溶液。
7.根据权利要求1所述的一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，其特征在于：步骤(3)所述的含磷酸根离子的溶液为磷酸二氢钠溶液，浓度为0.1-0.2mol/L。
8.根据权利要求1所述的一种羟基磷灰石功能化的蚕丝织物的生产方法，其特征在于：步骤(4)所述的超声的时间为1-2min。
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