CN105734713A - 一种丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备方法。本发明的特点在于采用去离子水为溶剂，在加热的水浴中溶解丝胶蛋白与聚乙烯醇，得到一定浓度的混合溶液；通过静电纺丝技术制备丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维；将制得的复合纳米纤维在一定浓度的乙醇蒸汽中处理，诱导纤维的内部结构发生变化，从而得到不易溶于水的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维。本发明制备条件温和，生产周期短，生产过程绿色环保。

Description

一种丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备方法
技术领域
本发明涉及一种丝胶蛋白纤维的加工方法，尤其涉及一种丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备方法。
背景技术
丝胶蛋白的主要成分是丝氨酸，此外还有天门冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸。作为天然蛋白，丝胶的生物相容性、亲和性已得到公认。丝胶蛋白具有保湿、抗菌、抗氧化、抗凝血以及促进细胞粘附和增殖等生物特性，对促进烧伤或创伤伤口处的细胞生长具有良好的作用。不仅如此，丝胶具有亲水性和可降解性，是理想的生物医用材料。但是纯丝胶蛋白直接制备生成的材料，易溶于水，力学性能很差，无实用价值。
聚乙烯醇是一种用途广泛的水溶性高分子聚合物，具有良好的水溶性、成膜性、黏结力以及卓越的耐油脂和耐溶剂等性能，且无毒无味，对皮肤无刺激性，不会引起皮肤过敏的化合物。但是聚乙烯醇制成的水凝胶存在生物相容性不够好，在水中易溶解等缺点，限制了它的进一步应用。
目前，将丝胶蛋白与聚乙烯醇混合进行纺丝的工艺往往采用传统的纺丝技术，并且采用甲醇、甲醛等有毒试剂作为浸渍溶液，从而达到纤维不溶于水并具有较好力学性能的效果。如《国外丝绸》于2001年第5期中发表的文章《凝胶纺丝制作聚乙烯醇/丝胶混合纤维及其结构和物理性能》公开了一种丝胶与聚乙烯混合液采用凝胶纺丝法制作混合纤维，并采用将纤维经过甲醇室温浸渍脱水后，再通过甲醛化处理，来提高纤维的成形性与力学性能。这种传统工艺生成的丝胶蛋白/聚乙烯醇混合纤维不仅纤维较粗，比表面积小，而且有毒溶剂的使用严重影响了纤维的环保性与安全性，限制了其应用范围。
静电纺丝是一种利用聚合物溶液或熔体在强电场作用下形成喷射流进行纺丝加工，从而形成纳米级到微米级纤维的工艺。目前还没有一种采用静电纺丝技术来制备不易溶于水且有良好生物相容性的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备工艺。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备工艺，能够在不使用有毒溶剂的情况，采用工艺简单、绿色环保的方式制备具有高比表面积的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维。本发明通过将丝胶与聚乙烯醇以一定比例混合后，将其混合液采用静电纺丝的工艺制备纳米纤维。同时，通过利用一定浓度的乙醇蒸汽来处理该复合纳米纤维，诱导其结构发生变化，解决了丝胶蛋白与聚乙烯醇易溶于水的缺陷，从而得到如图1所示的不易溶于水的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维。
本发明采用的技术方案步骤如下：
一种制备丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将丝胶蛋白粉末与聚乙烯醇粉末以去离子水为溶剂，在水浴中加热搅拌得到浓度为40%-60%的丝胶蛋白/聚乙烯醇混合溶液；
（2）将制得的混合溶液放置于注射器中，通过静电纺丝制备丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维；
（3）将制得的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维在乙醇蒸汽中处理，得到不易溶于水的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维。
作为优先，本发明所述步骤（1）中的丝胶蛋白粉末与聚乙烯醇粉末的质量比为3:1~1:3。
作为优选，本发明所述步骤（1）中的水浴温度为85℃，加热时间为5个小时。由此使得本发明中的丝胶蛋白粉末与聚乙烯醇粉末均在无需添加其他有毒溶剂条件下仅以去离子水作为溶剂就能充分溶解，达到所需浓度。
作为优选，本发明所述步骤（2）中的纺丝条件是指纺丝电压5-40kv，纺丝距离5-25cm。
作为优选，本发明所述步骤（3）中的乙醇蒸气的浓度为75%，处理时间为30分钟。由此使得丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维在乙醇的处理下，诱导其内部结构发生变化，从而生成不易溶于水且有良好的力学性能的纤维。
通过上述工艺所制备的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维具有比表面积大，生物相容性好、透气透湿性强和力学性能优等特性，能广泛用于医药卫生领域和化妆品生产技术领域。本发明制备条件温和，生产周期短，生产过程绿色环保，能够为丝胶蛋白的加工利用提供新的思路与方法。
附图说明
图1为所制得的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的电子显微镜的图片。
具体实施方式
实施例1：
本实施例中的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备方法依次包括如下步骤：
（1）将丝胶蛋白粉末、聚乙烯醇粉末以去离子水为溶剂按质量比为1:1混合，将混合物在85℃左右的水浴中加热5小时，同时不断进行搅拌，得到浓度为40%-60%的丝胶/聚乙烯醇混合溶液，静置备用。
（2）将步骤（1）制得的混合溶液放置于注射器中，纺丝电压5-40kv,纺丝距离5-25cm的纺丝条件下，通过静电纺丝制备丝胶/聚乙烯醇纳米纤维。
（3）将丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维在浓度为75%的乙醇蒸气中处理30分钟后，制得不易溶于水的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维。
本实施例中的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备工艺简单，制备条件温和，制备过程绿色环保，制成的纤维具有比表面积大，生物相容性好，透气透湿性强等特性。
实施例2
本实施例中的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备方法依次包括如下步骤：
（1）将丝胶蛋白粉末、聚乙烯醇粉末以去离子水为溶剂按质量比为1:3混合，将混合物在85℃左右的水浴中加热5小时，同时不断进行搅拌，得到浓度为40%-60%的丝胶/聚乙烯醇混合溶液，静置备用。
（2）将步骤（1）制得的混合溶液放置于注射器中，在纺丝电压5-40kv,纺丝距离5-25cm的纺丝条件下，通过静电纺丝制备丝胶/聚乙烯醇纳米纤维。
（3）将丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维在浓度为75%的乙醇蒸气中处理30分钟后，制得不易溶于水的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维。
本实施例中的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备工艺简单，制备条件温和，制备过程绿色环保，制成的纤维具有比表面积大，生物相容性好，透气透湿性强等特性。
实施例3
本实施例中的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备方法依次包括如下步骤：
（1）将丝胶蛋白粉末、聚乙烯醇粉末以去离子水为溶剂按质量比为3:1混合，将混合物在85℃左右的水浴中加热5小时，同时不断进行搅拌，得到浓度为40%-60%的丝胶/聚乙烯醇混合溶液，静置备用。
（2）将步骤（1）制得的混合溶液放置于注射器中，在纺丝电压5-40kv，纺丝距离5-25cm的纺丝条件下，通过静电纺丝制备丝胶/聚乙烯醇纳米纤维。
（3）将丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维在浓度为75%的乙醇蒸气中处理30分钟后，制得不易溶于水的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维。
本实施例中的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备工艺简单，制备条件温和，制备过程绿色环保，制成的纤维具有比表面积大，生物相容性好，透气透湿性强等特性。
本实施例中丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的制备方法简单，制备条件温和。虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种制备丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将丝胶蛋白粉末与聚乙烯醇粉末以去离子水为溶剂，在水浴中加热搅拌得到浓度为40%-60%丝胶蛋白/聚乙烯醇混合溶液；
（2）将制得的混合溶液放置于注射器中，通过静电纺丝制备丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维；
（3）将制得的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维在乙醇蒸汽中处理后得到不易溶于水的丝胶蛋白/聚乙烯醇复合纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的丝胶蛋白粉末与聚乙烯醇粉末的质量比为3:1~1:3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中的水浴温度为85℃，加热时间为5个小时。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于步骤（2）中的纺丝条件是指纺丝电压5-40kv，纺丝距离5-25cm。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（3）中的乙醇蒸气的浓度为75%，处理时间为30分钟。
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