CN106435815A - 化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维及其制备方法 - Google Patents
化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106435815A CN106435815A CN201610835068.0A CN201610835068A CN106435815A CN 106435815 A CN106435815 A CN 106435815A CN 201610835068 A CN201610835068 A CN 201610835068A CN 106435815 A CN106435815 A CN 106435815A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alginate
- chemical crosslinking
- fibroin albumen
- preparation
- composite fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 108010022355 Fibroins Proteins 0.000 title claims abstract description 107
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 84
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 58
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 title claims abstract description 57
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 title claims abstract description 57
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 title claims abstract description 55
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 title claims abstract description 51
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 claims abstract description 35
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 claims abstract description 35
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 48
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 14
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 claims description 14
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 13
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 13
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 claims description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 7
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 claims description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 5
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 6
- 241000255789 Bombyx mori Species 0.000 abstract 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N monobenzene Natural products C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 3
- 230000009102 absorption Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 150000002118 epoxides Chemical group 0.000 description 3
- OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N tyrosine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N Lysine Natural products NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N histidine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CN=CN1 HNDVDQJCIGZPNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001841 imino group Chemical group [H]N=* 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 1-(2,4-dimethylphenyl)propan-1-one Chemical compound CCC(=O)C1=CC=C(C)C=C1C UWFRVQVNYNPBEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N L-alanine Chemical compound C[C@H](N)C(O)=O QNAYBMKLOCPYGJ-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000004279 alanine Nutrition 0.000 description 1
- 229960001126 alginic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000000783 alginic acid Substances 0.000 description 1
- -1 alginic acid Salt Chemical class 0.000 description 1
- 235000001014 amino acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/02—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from cellulose, cellulose derivatives, or proteins
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01C—CHEMICAL OR BIOLOGICAL TREATMENT OF NATURAL FILAMENTARY OR FIBROUS MATERIAL TO OBTAIN FILAMENTS OR FIBRES FOR SPINNING; CARBONISING RAGS TO RECOVER ANIMAL FIBRES
- D01C3/00—Treatment of animal material, e.g. chemical scouring of wool
- D01C3/02—De-gumming silk
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
- D01D1/02—Preparation of spinning solutions
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/06—Wet spinning methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
- D01F8/16—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one other macromolecular compound obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as constituent
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
- D01F8/18—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from other substances
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
Abstract
本发明公开了一种化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维及制备方法。本发明从蚕茧中提取丝素蛋白，将提取的丝素蛋白溶液与海藻酸钠溶液共混，加入交联剂发生化学交联反应，将反应后的纺丝液通过湿法纺丝的方法制备化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维。本发明化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的力学性能有了很大程度的提高；在化学交联丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的制备过程中，通过改变交联剂的含量可以控制交联剂与丝素蛋白形成交联点的数量，控制交联程度，从而调节纤维强度和纺丝液加工性能之间的平衡，以满足实际加工和应用的需求。
Description
技术领域
本发明涉及海藻酸盐纤维技术，尤其涉及一种化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维及其制备方法。
背景技术
随着人们对资源和环境问题的关注，天然高分子材料成为当前研究的热点。海藻酸钠作为一种天然高分子材料，由于其良好的生物相容性、天然可降解性和高阻燃等性能，在生物医疗、食品、污水处理、农业和纺织等领域有着广泛的应用。海藻酸钠纤维来源绿色环保，加工过程所需原料对环境无污染，并具有良好的亲和人体皮肤的功能。但纯海藻酸钠纤维的力学性能不足，限制了其应用范围。丝素蛋白是蚕茧的主要成分，约占含量的70％，SF是由18种氨基酸组成，主要为甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸以及色氨酸等，和人类皮肤中表皮内角蛋白组成相近，SF中的丝素肽具有卓越的护肤、健肤、护发美容等功能。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述现有海藻酸钠纤维力学性能较差，限制了其应用的问题，为了改善纯海藻酸钠力学性能不足，本发明将提取的丝素蛋白与海藻酸钠共混，并加入一种无毒、生物相容性好的交联剂与海藻酸钠和丝素蛋白发生交联反应，在不改变复合纤维的生物相容性、无毒和可降解等性质的前提下增强复合纤维的力学性能。本发明提供一种化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维，增强海藻酸盐纤维的力学性能，能满足实际加工和应用的需求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：从蚕茧中提取丝素蛋白，将提取的丝素蛋白溶液与海藻酸钠溶液共混，加入交联剂发生化学交联反应，将反应后的纺丝液通过湿法纺丝的方法制备化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维。其中所述海藻酸钠的浓度为1％～3％，优选2％；所述海藻酸钠与丝素蛋白质量比为10:1～10:5，优选为10:1；所述交联剂与丝素蛋白的质量比为1:1～5:1，优选为3:1。其中，海藻酸钠与丝素蛋白质量比，交联剂与丝素蛋白的质量比均为固体质量比，不是溶液质量比。
所述脱胶是把剪碎的蚕茧放入质量浓度为0.5％的NaCO3溶液中100℃水域加热30min，重复3-4次，洗涤干净后烘干；所述溶解是把脱胶完全的丝素放入摩尔比为1:2:8的氯化钙、乙醇、水混合溶液在70℃下搅拌溶解。
进一步地，所述交联剂为聚乙二醇二缩水甘油醚。
本发明通过交联剂(聚乙二醇二缩水甘油醚)与丝素蛋白发生化学交联反应形成空间三维网状结构的大分子，加上海藻酸钠和钙离子的离子交联反应，实现对海藻酸盐纤维的增强，通过反应条件和交联剂添加量的控制，改变交联剂对丝素蛋白的交联程度，从而调节海藻酸盐纤维的增强效果和加工性能。本发明化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维纤维的增强范围在35％～67％。
进一步地，本发明化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的制备方法，包括以下步骤：将脱胶烘干后的丝素通过溶解、透析和离心后得到质量分数为4％-5％的丝素蛋白溶液，将丝素蛋白溶液和海藻酸钠溶液共混，加入交联剂30℃-70℃下反应30min-90min得到纺丝溶液，脱泡静置后，将纺丝溶液挤出到凝固剂水溶液中凝固成型，经过牵伸卷曲得到化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维。
进一步地，所述交联反应温度为60℃；所述交联反应时间为1h。
进一步地，所述凝固剂为氯化钙。
进一步地，所述凝固剂水溶液为浓度1-5％的氯化钙水溶液，最佳的浓度为3％的氯化钙水溶液。
交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维利用聚乙二醇二缩水甘油醚两端的环氧基团与丝素蛋白酪氨酸的苯羟基、赖氨酸的氨基以及组氨酸咪唑环的亚氨基发生交联反应生成三维网状结构。加上海藻酸钠和钙离子的离子交联形成的交联网状结构，从而提高丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的力学性能。本发明交联剂的含量影响丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的增强效果，可通过控制交联剂的含量控制交联程度调控增强效果。交联剂含量低时，交联剂对丝素蛋白和的交联程度低，形成的网状结构变形能力强，增强能力降低，纤维力学性能差，增强效果不明显；当交联剂含量高时，交联网状结构增多，复合纺丝液的粘度升高，使加工困难，失去实用价值。为了保证化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的性能，其物料配比控制在本发明限定的范围内。
本发明化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维配方科学、合理，其制备方法简单、易行，与现有技术相比较具有以下优点：
(1)本发明在海藻酸盐纤维中引入丝素蛋白，利用化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维，使两种物质在结构上互容，在功能上互补，增加了产品的实用性和附加价值。
(2)本发明中，所用原料及交联剂、制备工艺及所得产品均为环境友好型绿色材料，不会对人体健康和环境造成危害。
(3)本发明利用化学交联增强丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维强度，增强效果明显；并能通过交联剂含量控制复合纤维的交联程度，从而调节纤维强度和纺丝液加工性能之间的平衡，以满足实际加工和应用的需求。
(4)本发明工艺简单，加工能耗低，不影响连续加工成型，能适用于化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的工业化生产。
附图说明
图1为本发明化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维制备方法的示意图；
图2位本发明化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维红外光谱图；
图3为本发明化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的断裂强度对比图。
具体实施方式
下述非限定性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述化学交联改性海藻酸盐纤维的断裂强度，采用莱州市电子仪器有限公司生产的LLY-06E型电子单纤维强力仪进行测试。
实施例1
本实施例公开了一种化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维，由下述方法制备而成：
将剪碎的蚕茧放入质量分数为0.5％的NaCO3溶液中，100℃水域下脱胶三次，每次30min，烘干后得到丝素纤维。配置氯化钙、乙醇、水(摩尔比为1:2:8)混合溶液，70℃下溶解丝素纤维，经透析、离心后得到丝素蛋白溶液。
将2g海藻酸钠溶于一定量水中配置质量浓度为2％的海藻酸钠溶液，按丝素蛋白和海藻酸钠固体质量比为1:10，将质量浓度为4.5％丝素蛋白溶液和海藻酸钠溶液混合，加入0.2g聚乙二醇二缩水甘油醚，60℃水域下机械搅拌反应60min，反应结束后静置脱泡，通过自制的挤出机挤出至3％氯化钙水溶液中，经过固化成型后取出纤维，牵伸、干燥后得到化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维。
本实施例化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的结构和制备过程如图1所示，本实施例化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的制备过程为：聚乙二醇二缩水甘油醚两端的环氧基团在60℃下开环与丝素蛋白酪氨酸的苯羟基、赖氨酸的氨基以及组氨酸咪唑环的亚氨基发生交联反应生成三维网状结构，加上海藻酸钠和钙离子的离子交联形成的交联网状结构，两种网络结构增强了复合纤维的力学性能。
本实施例化学交联改性海藻酸盐纤维的红外光谱如图2所示，由图中可以看出聚乙二醇二缩水甘油醚在939cm-1和854cm-1处有明显的特征吸收峰，这是聚乙二醇二缩水甘油醚两端环氧基团的特征吸收峰，而在复合纤维的红外光谱图中并没有出现这两个吸收峰，从而说明了聚乙二醇两端的环氧基团开环与丝素蛋白发生化学交联反应。
本实施例交联改性海藻酸盐纤维的断裂强度分析如图3所示，从图中可以看到化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的增强效果明显，较未加入交联剂的丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的力学性能相比增强了63.4％，聚乙二醇二缩水甘油醚与丝素蛋白交联形成的交联网状结构键键能高，断裂时需要更高的能量，因此聚乙二醇二缩水甘油醚与丝素蛋白交联形成的交联网状结构对复合纤维力学性能的提高起关键作用，而离子交联网络也对力学性能的提高起到积极影响。但随着化学交联点增多，交联网络变形能力下降，纺丝液粘度急剧增加，导致加工性能下降进而影响纤维的外观和最终力学性能。
本实施例中化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的断裂强度见图3。
实施例2
本实施例公开了一种化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维，由下述方法制备而成：
将剪碎的蚕茧放入质量分数为0.5％的NaCO3溶液中，100℃水域下脱胶三次，每次30min，烘干后得到丝素纤维。配置氯化钙、乙醇、水(摩尔比为1:2:8)混合溶液，70℃下溶解丝素纤维，经透析、离心后得到丝素蛋白溶液。将2g海藻酸钠溶于一定量水中配置质量浓度为2％的海藻酸钠溶液，按质量浓度为4.5％的丝素蛋白和海藻酸钠固体质量比为1:10，将丝素蛋白溶液和海藻酸钠溶液混合，加入0.4g聚乙二醇二缩水甘油醚，60℃水域下机械搅拌反应60min，反应结束后静置脱泡，通过自制的挤出机挤出至3％氯化钙水溶液中，经过固化成型后取出纤维，牵伸、干燥后得到化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维。
本实施例中化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的断裂强度见图3。
实施例3
本实施例公开了一种化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维，由下述方法制备而成：
将剪碎的蚕茧放入质量分数为0.5％的NaCO3溶液中，100℃水域下脱胶三次，每次30min，烘干后得到丝素纤维。配置氯化钙、乙醇、水(摩尔比为1:2:8)混合溶液，70℃下溶解丝素纤维，经透析、离心后得到丝素蛋白溶液。将2g海藻酸钠溶于一定量水中配置质量浓度为2％的海藻酸钠溶液，按丝素蛋白和海藻酸钠固体质量比为1:10，将质量浓度为4.5％的丝素蛋白溶液和海藻酸钠溶液混合，加入0.6g聚乙二醇二缩水甘油醚，60℃水域下机械搅拌反应60min，反应结束后静置脱泡，通过自制的挤出机挤出至3％氯化钙水溶液中，经过固化成型后取出纤维，牵伸、干燥后得到化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维。
本实施例中化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的断裂强度见图3。
实施例4
本实施例公开了一种化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维，由下述方法制备而成：
将剪碎的蚕茧放入质量分数为0.5％的NaCO3溶液中，100℃水域下脱胶三次，每次30min，烘干后得到丝素纤维。配置氯化钙、乙醇、水(摩尔比为1:2:8)混合溶液，70℃下溶解丝素纤维，经透析、离心后得到丝素蛋白溶液。将2g海藻酸钠溶于一定量水中配置质量浓度为2％的海藻酸钠溶液，按丝素蛋白和海藻酸钠固体质量比为1:10，将质量浓度为4.5％的丝素蛋白溶液和海藻酸钠溶液混合，加入0.8g聚乙二醇二缩水甘油醚，60℃水域下机械搅拌反应60min，反应结束后静置脱泡，通过自制的挤出机挤出至3％氯化钙水溶液中，经过固化成型后取出纤维，牵伸、干燥后得到化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维。
本实施例中化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的断裂强度见图3。
本发明不局限于上述实施例所记载的化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维及其制备方法，其中各组分重量配比的改变，交联剂种类的改变和制备条件的改变均在本发明的保护范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的制备方法，其特征在于：本发明从蚕茧中提取丝素蛋白，将提取的丝素蛋白溶液与海藻酸钠溶液共混，加入交联剂发生化学交联反应，将反应后的纺丝液通过湿法纺丝的方法制备化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维；其中所述海藻酸钠的浓度为1％～3％；所述海藻酸钠与丝素蛋白质量比为10:1～10:5；所述交联剂与丝素蛋白的质量比为1:1～5:1。
2.根据权利要求1所述化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的制备方法，其特征在于，所述丝素蛋白提取是把脱胶、烘干后的丝素，通过溶解、透析、离心得到的。
3.根据权利要求2所述化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的制备方法，其特征在于，所述脱胶是把剪碎的蚕茧放入质量浓度为0.5％的NaCO3溶液中100℃水域加热30min，重复3-4次，洗涤干净后烘干；所述溶解是把脱胶完全的丝素放入摩尔比为1:2:8的氯化钙、乙醇、水混合溶液在70℃下搅拌溶解。
4.根据权利要求1所述化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的制备方法，其特征在于，所述交联剂为聚乙二醇缩水甘油醚。
5.根据权利要求1-4任意一项所述化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将脱胶烘干后的丝素通过溶解、透析和离心后得到质量分数为4％-5％的丝素蛋白溶液，将丝素蛋白溶液和海藻酸钠溶液共混，加入交联剂30℃-70℃下反应30min-90min得到纺丝溶液，脱泡静置后，将纺丝溶液挤出到凝固剂水溶液中凝固成型，经过牵伸卷曲得到化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维。
6.根据权利要求5所述化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的制备方法，其特征在于，所述交联反应温度为60℃。
7.根据权利要求5所述化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐纤维的制备方法，其特征在于，所述交联反应时间为1h。
8.根据权利要求5所述化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维的制备方法，其特征在于，所述凝固剂为氯化钙水溶液。
9.如权利要求1-8任意一项制备方法得到的化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610835068.0A CN106435815B (zh) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | 化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610835068.0A CN106435815B (zh) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | 化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106435815A true CN106435815A (zh) | 2017-02-22 |
| CN106435815B CN106435815B (zh) | 2018-07-13 |
Family
ID=58166071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610835068.0A Expired - Fee Related CN106435815B (zh) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | 化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106435815B (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107338648A (zh) * | 2017-08-06 | 2017-11-10 | 长沙善道新材料科技有限公司 | 一种高吸湿保湿耐拉伸蚕丝纤维的制备方法 |
| CN107858343A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-03-30 | 中国科学院南海海洋研究所 | 一种固定化脂肪酶及其制备方法 |
| CN108193311A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-06-22 | 常州凯奥机电科技有限公司 | 一种丝素蛋白海藻酸钠复合纤维的制备方法 |
| CN108505377A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-07 | 何治伟 | 一种医用阻燃保温绒毛浆的制备方法 |
| CN109512577A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-03-26 | 武汉纺织大学 | 一种促愈式生物环保类医用敷料及其制造方法 |
| CN113846485A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-28 | 厦门大学 | 一种简便高效的老化蚕丝丝素蛋白纤维修复方法 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000049135A3 (en) * | 1999-01-21 | 2000-12-14 | Adv Med Solutions Ltd | Substrate for cell growth |
| CN1978718A (zh) * | 2006-11-04 | 2007-06-13 | 青岛大学 | 高强度海藻酸/明胶共混纤维的制备方法及用途 |
| JP3948623B2 (ja) * | 2003-09-10 | 2007-07-25 | 学校法人 関西大学 | ゼラチンコートアルギン酸繊維およびその製造方法 |
| CN101654813A (zh) * | 2009-08-31 | 2010-02-24 | 陈福库 | 蛋白质与海藻酸盐复合纤维及其制造方法 |
| CN102877204A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-16 | 武汉百美特生物材料科技有限公司 | 一种海藻酸盐针织或有纺纱布及其制备方法 |
| CN103741260A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-23 | 大连工业大学 | 双网络增强型海藻酸钙纤维及其制备方法 |
| CN103806123A (zh) * | 2014-03-03 | 2014-05-21 | 武汉理工大学 | 丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及其制备方法 |
| CN103877617A (zh) * | 2014-02-21 | 2014-06-25 | 广西师范大学 | 可注射蚕丝素蛋白-海藻酸盐双交联水凝胶及其制备方法和使用方法 |
-
2016
- 2016-09-20 CN CN201610835068.0A patent/CN106435815B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000049135A3 (en) * | 1999-01-21 | 2000-12-14 | Adv Med Solutions Ltd | Substrate for cell growth |
| JP3948623B2 (ja) * | 2003-09-10 | 2007-07-25 | 学校法人 関西大学 | ゼラチンコートアルギン酸繊維およびその製造方法 |
| CN1978718A (zh) * | 2006-11-04 | 2007-06-13 | 青岛大学 | 高强度海藻酸/明胶共混纤维的制备方法及用途 |
| CN101654813A (zh) * | 2009-08-31 | 2010-02-24 | 陈福库 | 蛋白质与海藻酸盐复合纤维及其制造方法 |
| CN102877204A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-16 | 武汉百美特生物材料科技有限公司 | 一种海藻酸盐针织或有纺纱布及其制备方法 |
| CN103741260A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-23 | 大连工业大学 | 双网络增强型海藻酸钙纤维及其制备方法 |
| CN103877617A (zh) * | 2014-02-21 | 2014-06-25 | 广西师范大学 | 可注射蚕丝素蛋白-海藻酸盐双交联水凝胶及其制备方法和使用方法 |
| CN103806123A (zh) * | 2014-03-03 | 2014-05-21 | 武汉理工大学 | 丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及其制备方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107338648A (zh) * | 2017-08-06 | 2017-11-10 | 长沙善道新材料科技有限公司 | 一种高吸湿保湿耐拉伸蚕丝纤维的制备方法 |
| CN107858343A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-03-30 | 中国科学院南海海洋研究所 | 一种固定化脂肪酶及其制备方法 |
| CN108193311A (zh) * | 2017-12-06 | 2018-06-22 | 常州凯奥机电科技有限公司 | 一种丝素蛋白海藻酸钠复合纤维的制备方法 |
| CN108505377A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-09-07 | 何治伟 | 一种医用阻燃保温绒毛浆的制备方法 |
| CN109512577A (zh) * | 2018-10-08 | 2019-03-26 | 武汉纺织大学 | 一种促愈式生物环保类医用敷料及其制造方法 |
| CN109512577B (zh) * | 2018-10-08 | 2022-02-18 | 武汉纺织大学 | 一种促愈式生物环保类医用敷料及其制造方法 |
| CN113846485A (zh) * | 2021-10-26 | 2021-12-28 | 厦门大学 | 一种简便高效的老化蚕丝丝素蛋白纤维修复方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106435815B (zh) | 2018-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106435815A (zh) | 化学交联改性丝素蛋白/海藻酸盐复合纤维及其制备方法 | |
| CN103320886B (zh) | 一种仿生再生丝素蛋白长丝纤维及其制备方法 | |
| CN108283607B (zh) | 一种纺液、即纺纳米面膜及其制备方法 | |
| CN106702533A (zh) | 一种高强度海藻酸盐复合纤维、制备方法及用途 | |
| CN101643947B (zh) | 一种多用途明胶纤维制备方法 | |
| CN103060946B (zh) | 海藻酸盐与羧甲基纤维素钠共混纤维及其制备与应用 | |
| CN104739657B (zh) | 一种含纳米金的胶原凝胶及其制备方法和用途 | |
| CN103741261B (zh) | 海藻酸钙/聚乙二醇酯双网络相变储能纤维及其制备方法 | |
| CN105401232B (zh) | 一种生物敷料用复合微纳米纤维膜的制备方法 | |
| CN107446144A (zh) | 聚丙烯酰胺/纳米纤维素高强度双网络复合凝胶制备方法 | |
| CN103741260B (zh) | 双网络增强型海藻酸钙纤维及其制备方法 | |
| CN105970344B (zh) | 一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维 | |
| Ng et al. | Wet spinning of silk fibroin-based core–sheath fibers | |
| CN106496608B (zh) | 胶原基复配非离子型多糖构建复合水凝胶的制备方法 | |
| CN109627498A (zh) | 一种海藻酸钠-纤维素衍生物共混膜/纤维及其制备方法 | |
| CN111925557A (zh) | 一种基于MXene增强的丝素蛋白伤口敷料的制备方法 | |
| CN102011212A (zh) | 一种柞蚕丝纤维素纤维的制备方法 | |
| CN107502966A (zh) | 一种多功能复合纤维素纤维及其制备方法 | |
| CN106435833B (zh) | 一种化学交联改性海藻酸盐纤维及其制备方法 | |
| CN102286803A (zh) | 一种胶原蛋白/纤维素复合纤维及其制备方法 | |
| CN105803676A (zh) | 一种高比例角蛋白含量的角蛋白/peo纳米纤维膜的制备方法 | |
| CN105457095A (zh) | 一种角蛋白/丝素蛋白复合致密膜及其制备方法 | |
| WO2022028105A1 (zh) | 一种仿生复合骨支架及其制备方法 | |
| Zhang et al. | Biological fibers based on naturally sourced proteins: Mechanical investigation and applications | |
| CN106948027B (zh) | 一种小麦蛋白纤维的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180713 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |