本发明涉及丝素膜的生产技术领域，具体涉及一种丝素水凝胶膜的制备方法。
背景技术：
蚕丝是人类最早利用的天然蛋白质之一，作为一种性能优良的天然长丝纤维，主要应用于纺织品领域。蚕丝是由丝素蛋白和丝胶蛋白组成的天然长纤维蛋白，丝胶包覆在丝素蛋白的外部，约占重量的25%；丝素是坚韧而有弹性的蛋白质，大分子中存在结晶区和非结晶区，主要成分为乙氨酸、丙氨酸、丝氨酸、脯氨酸、酪氨酸等各类氨基酸组成；丝素蛋白的氨基酸组成主要以甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸为主，约占85%，与人体胶原蛋白的氨基酸组成相似，具有良好的生物相容性，能制备成膜、凝胶、微胶囊等多种形态的材料，是制备生物医用制品较为理想的原料。由于它独特的理化性能，目前丝素蛋白材料在生物医学材料领域被广泛的研究，如固定化酶材料、细胞培养基质、药物缓释剂、人工器官等。
丝素蛋白经除胶溶解后，成为可溶于水的材料，纯丝素蛋白制备成薄膜或其它形态后，呈脆性，其力学性能比较差；为了利用其良好的生物相容性，人们一直在研究改善其力学性能，现在主要改善力学性能的方法是在丝素蛋白中添加其它高分子材料，诱导丝素蛋白结构的变化，改善其力学性能，包括其水溶性的改善，但仍存在较大不足。
技术实现要素：
本发明的目的是针对上述技术中丝素制成膜状存在的不足，提供一种新型丝素水凝胶膜的制备方法，以提高丝素水凝胶膜的韧性、透明度和保水性能。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种丝素水凝胶膜的制备方法，包括如下步骤：
s1：将天然桑蚕丝加入质量分数0.5-3%的碳酸钠溶液，固液比为1：10-20，于温度100-110℃下搅拌反应30-50min，重复3-5次获得纯丝素蛋白纤维；
s2：将质量比为3-5:4-7:20的溴化锂、二丁醚和水混合，超声处理5-10min成均匀混合液a，向其中加入步骤s1中所述纯丝素蛋白纤维，两者液固比为8-12：1；在温度80-120℃下溶解反应30-50min；随后经透析、过滤获得丝素蛋白水溶液；
s3：配制聚合度为2000-2600、质量百分含量为8-15％的聚乙烯醇溶液；
s4：将纳米二氧化钛、弹性蛋白、步骤s2中所述丝素蛋白水溶液和步骤s3中聚乙烯醇溶液混合，纳米二氧化钛、弹性蛋白和聚乙烯醇溶液占丝素蛋白水溶液的质量分数分别为0.5-1%、3-5%、10-20%，在温度60-80℃，ph7.3-8.1，反应处理3-8h；
s5：将步骤s4所得产物通过延流使其在成型模具内平整铺展，在-30～-10℃条件下冷冻干燥即可得到丝素水凝胶膜。
优选的，步骤s1中所述碳酸钠溶液的质量分数为2%，天然桑蚕丝和碳酸钠溶液的固液比为1：15；于温度105℃下搅拌反应40min，重复4次。
优选的，步骤s2中所述溴化锂、二丁醚和水的质量比为4:5:20，超声处理8min；纯丝素蛋白纤维和混合液a的液固比为10：1。
优选的，步骤s2中所述温度110℃下溶解反应45min。
优选的，步骤s3中所述聚乙烯醇溶液的聚合度为2400，质量百分含量为13％。
优选的，步骤s4中所述纳米二氧化钛、弹性蛋白和聚乙烯醇溶液占丝素蛋白水溶液的质量分数分别为0.8%、4%、16%；在温度70℃，ph7.8，反应处理6h。
优选的，步骤s5中所述冷冻干燥的温度为-15℃。
上述任意一条所述方法制备得到的丝素水凝胶膜。
有益效果：
本发明所述一种丝素水凝胶膜的制备方法，将天然桑蚕丝经脱胶、溶解、透析过程制备得到丝素蛋白水溶液，在此基础上，将聚乙烯醇溶液、纳米二氧化钛和弹性蛋白加入，在适当的ph值等条件下制备得到丝素水凝胶膜。该制备工艺简便，提高了丝素水凝胶膜的韧性、透明度和保水性能。
具体实施方式
以下结合下述实施方式进一步说明本发明，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
实施例1
s1：将天然桑蚕丝加入质量分数0.5%的碳酸钠溶液，固液比为1：10，于温度100℃下搅拌反应30min，重复3次获得纯丝素蛋白纤维；
s2：将质量比为3:4:20的溴化锂、二丁醚和水混合，超声处理5min成均匀混合液a，向其中加入步骤s1中所述纯丝素蛋白纤维，两者液固比为8：1；在温度80℃下溶解反应30min；随后经透析、过滤获得丝素蛋白水溶液；
s3：配制聚合度为2000、质量百分含量为8％的聚乙烯醇溶液；
s4：将纳米二氧化钛、弹性蛋白、步骤s2中所述丝素蛋白水溶液和步骤s3中聚乙烯醇溶液混合，纳米二氧化钛、弹性蛋白和聚乙烯醇溶液占丝素蛋白水溶液的质量分数分别为0.5%、3%、10%，在温度60℃，ph7.3，反应处理3h；
s5：将步骤s4所得产物通过延流使其在成型模具内平整铺展，在-30℃条件下冷冻干燥即可得到丝素水凝胶膜。
实施例2
s1：将天然桑蚕丝加入质量分数3%的碳酸钠溶液，固液比为1：20，于温度110℃下搅拌反应50min，重复5次获得纯丝素蛋白纤维；
s2：将质量比为5:7:20的溴化锂、二丁醚和水混合，超声处理10min成均匀混合液a，向其中加入步骤s1中所述纯丝素蛋白纤维，两者液固比为12：1；在温度120℃下溶解反应50min；随后经透析、过滤获得丝素蛋白水溶液；
s3：配制聚合度为2600、质量百分含量为15％的聚乙烯醇溶液；
s4：将纳米二氧化钛、弹性蛋白、步骤s2中所述丝素蛋白水溶液和步骤s3中聚乙烯醇溶液混合，纳米二氧化钛、弹性蛋白和聚乙烯醇溶液占丝素蛋白水溶液的质量分数分别为1%、5%、20%，在温度80℃，ph8.1，反应处理8h；
s5：将步骤s4所得产物通过延流使其在成型模具内平整铺展，在-10℃条件下冷冻干燥即可得到丝素水凝胶膜。
实施例3
s1：将天然桑蚕丝加入质量分数1%的碳酸钠溶液，固液比为1：15，于温度105℃下搅拌反应35min，重复3次获得纯丝素蛋白纤维；
s2：将质量比为3:7:20的溴化锂、二丁醚和水混合，超声处理8min成均匀混合液a，向其中加入步骤s1中所述纯丝素蛋白纤维，两者液固比为10：1；在温度90℃下溶解反应35min；随后经透析、过滤获得丝素蛋白水溶液；
s3：配制聚合度为2200、质量百分含量为10％的聚乙烯醇溶液；
s4：将纳米二氧化钛、弹性蛋白、步骤s2中所述丝素蛋白水溶液和步骤s3中聚乙烯醇溶液混合，纳米二氧化钛、弹性蛋白和聚乙烯醇溶液占丝素蛋白水溶液的质量分数分别为0.7%、3.5%、12%，在温度65℃，ph7.6，反应处理4h；
s5：将步骤s4所得产物通过延流使其在成型模具内平整铺展，在-20℃条件下冷冻干燥即可得到丝素水凝胶膜。
实施例4
s1：将天然桑蚕丝加入质量分数2.5%的碳酸钠溶液，固液比为1：18，于温度108℃下搅拌反应45min，重复5次获得纯丝素蛋白纤维；
s2：将质量比为5:4:20的溴化锂、二丁醚和水混合，超声处理10min成均匀混合液a，向其中加入步骤s1中所述纯丝素蛋白纤维，两者液固比为12：1；在温度110℃下溶解反应45min；随后经透析、过滤获得丝素蛋白水溶液；
s3：配制聚合度为2400、质量百分含量为14％的聚乙烯醇溶液；
s4：将纳米二氧化钛、弹性蛋白、步骤s2中所述丝素蛋白水溶液和步骤s3中聚乙烯醇溶液混合，纳米二氧化钛、弹性蛋白和聚乙烯醇溶液占丝素蛋白水溶液的质量分数分别为1%、4.5%、18%，在温度75℃，ph7.9，反应处理6h；
s5：将步骤s4所得产物通过延流使其在成型模具内平整铺展，在-15℃条件下冷冻干燥即可得到丝素水凝胶膜。
实施例5
s1：将天然桑蚕丝加入质量分数2%的碳酸钠溶液，固液比为1：15，于温度105℃下搅拌反应40min，重复4次获得纯丝素蛋白纤维；
s2：将质量比为4:5:20的溴化锂、二丁醚和水混合，超声处理8min成均匀混合液a，向其中加入步骤s1中所述纯丝素蛋白纤维，两者液固比为10：1；在温度110℃下溶解反应45min；随后经透析、过滤获得丝素蛋白水溶液；
s3：配制聚合度为2400、质量百分含量为13％的聚乙烯醇溶液；
s4：将纳米二氧化钛、弹性蛋白、步骤s2中所述丝素蛋白水溶液和步骤s3中聚乙烯醇溶液混合，纳米二氧化钛、弹性蛋白和聚乙烯醇溶液占丝素蛋白水溶液的质量分数分别为0.8%、4%、16%，在温度70℃，ph7.8，反应处理6h；
s5：将步骤s4所得产物通过延流使其在成型模具内平整铺展，在-15℃条件下冷冻干燥即可得到丝素水凝胶膜。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。