一种应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物医用材料领域，具体涉及一种应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 生物医用材料是用来对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增 进其功能的材料，而医用高分子材料是生物医用材料中发展最早、应用最广泛、用量最大的 材料，也是一个正在迅速发展的领域。它有天然产物和人工合成两个来源。该材料除应满 足一般的物理、化学性能要求外，还必须具有足够好的生物相容性。
[0003] 蚕丝中含有的丝素蛋白是一种优良天然的高分子材料，与其他天然高分子相比有 着明显的优越性，研究表明它具有良好的生物相容性、无毒、无污染、可生物降解等优点。用 溶解丝素蛋白制备的丝素蛋白膜在现代科学领域中有广泛的应用，如制成人造皮肤、人造 角膜等组织器官，药物控制释放载体等，因此具有良好的应用前景和经济价值。但纯丝素蛋 白膜较脆，力学强度不高，直接应用价值不大。目前，国内外学者针对丝素蛋白膜的改性做 了大量的研究，如通过共混方法在丝素蛋白中加入木质纤维素、草本纤维素等天然高分子 以改善丝素膜的性能。
[0004] 但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至 少存在如下技术问题：
[0005] 1、丝素蛋白和木质纤维素或草本纤维素共混制备的复合膜的力学性能不高；
[0006] 2、木质纤维素的使用消耗了大量的天然可再生木材，这些使用的木材中包括大量 优良的正常木，从而加剧了木材被砍伐的程度。
【发明内容】
[0007] 本申请实施例通过提供一种应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜及其制备方法，主要目 的是解决现有的蚕丝蛋白膜力学强度不高的缺点。
[0008] -方面，本发明实施例提供了一种应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜的制备方法，包 括以下步骤：
[0009] (1)将应拉木纤维加入到离子液体中，搅拌得应拉木纤维溶液；
[0010] (2)将所述应拉木纤维溶液与蚕丝蛋白混合，再搅拌至溶液透明，得透明溶液；
[0011] (3)将该透明溶液倒入模具中固化，再清洗、干燥，得应拉木纤维-蚕丝蛋白复合 膜。
[0012] 作为优选，所述应拉木纤维为杨树、旱柳、水青冈、椴树、桉木和白桦中一种或多种 树种的应拉木纤维。
[0013] 作为优选，所述应拉木纤维的白度为50-85 %，结晶度为30-78%，聚合度为 200-1400。
[0014] 作为优选，所述离子液体的阳离子为取代基SC1-C6的烷基、烯丙基、乙烯基、丙 烯基、丁烯基、羟乙基、羟丙基、甲氧基和乙氧基中的一种或多种的1，3-二烷基取代咪唑离 子、N-烷基取代吡啶离子或烷基季铵离子；
[0015] 所述离子液体的阴离子为 Cl、Br、I、[Al2Cl7]、[BF4]、[PF6]或 CH3COO。
[0016] 作为优选，所述应拉木纤维与应拉木纤维溶液的质量百分比为1% -17%。
[0017] 作为优选，所述应拉木纤维和蚕丝蛋白的质量比为1:9-9:1。
[0018] 作为优选，所述应拉木纤维和蚕丝蛋白的质量比为1:1-4:1。
[0019] 作为优选，所述应拉木纤维加入到离子液体中，先进行预混，再搅拌至应拉木纤维 全部溶解，即得应拉木纤维溶液；所述预混通过搅拌〇. 5-2. 5h完成，预混温度为30-50°C ; 所述预混完成后，再加热至90-1KTC，搅拌2-3h至应拉木纤维全部溶解。
[0020] 作为优选，所述应拉木纤维溶液与蚕丝蛋白混合后，搅拌0. 5h-2h至溶液透明，搅 拌温度为90-1KTC ;所述透明溶液倒入模具中固化后，用蒸馏水清洗至无离子液体残留，在 真空干燥箱中干燥20-30h，干燥温度为30-50°C。
[0021] 另一方面，本发明实施例提供了一种应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜，该复合膜根 据上述制备方法制备而成，其拉伸强度为56-70MPa。
[0022] 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0023] 1、由于采用了高纤维素含量的应拉木纤维和蚕丝蛋白共混来制备复合膜，所以， 有效解决了现有技术中制备的蚕丝蛋白膜力学强度不高的缺点，进而实现了高拉伸强度、 高热稳定性和优良生物相容性的复合膜的制备；
[0024] 2、由于采用了具有严重品质缺陷、成本低廉的应拉木纤维为原料，所以，有效解决 了林木材资源浪费的问题，进而实现了应拉木的变废为宝和生物资源的充分利用，以及降 低了纤维素蚕丝蛋白复合膜的成本。
【附图说明】
[0025] 图1为本发明实施例1中应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜和对比例1中正常木纤 维-蚕丝蛋白复合膜的拉伸特性对比图；
[0026] 图2-a和图2-b分别为本发明实施例1中应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜和对比例 1中正常木纤维-蚕丝蛋白复合膜的热失重曲线（DTG)对比图和差示扫描量热仪（DSC)对 比图；
[0027] 以上附图中，2CT-S为应拉木纤维-蚕丝蛋白复合膜，2CN-S为正常木纤维-蚕丝 蛋白复合膜。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
[0029] 本发明实施例和对比例中所使用的应拉木纤维均是将应拉木通过碱法制浆、氧 漂-螯合剂处理-压力过氧化氢漂白技术制得。
[0030] 实施例1
[0031] 将IOg白度为64. 8%、结晶度为78. 0%、聚合度为765的杨树应拉木纤维加入到 490g的1-烯丙基-3-甲基-咪唑氯盐离子液体中，先搅拌2h进行预混，预混温度为40°C， 预混完成后，再继续加热至l〇〇°C，保持温度并搅拌2. 5h至应拉木纤维全部溶解，得到应拉 木纤维质量百分含量为2%的应拉木纤维溶液；将该应拉木纤维溶液与IOg蚕丝蛋白混合， 再搅拌Ih至溶液透明，搅拌温度为KKTC，得到透明溶液，上述制备应拉木纤维溶液和透明 溶液的操作均在相对真空度为-0. 〇6MPa的真空中进行；将上述透明溶液倒入模具中固化， 然后用蒸馏水清洗至无离子液体残留，在真空干燥箱中干燥得到应拉木纤维-蚕丝蛋白复 合膜，干燥温度为40°C，干燥时的相对真空度为-0. 05MPa，干燥时间为24h。经测定，该复合 膜的拉伸强度为70MPa。
[0032] 实施例2
[0033] 将17g白度为50%、结晶度为66%、聚合度为683的旱柳应拉木纤维加入到83g 的1- 丁烯基-3-甲基-咪唑醋酸盐离子液体中，先搅拌0. 5h进行预混，预混温度为30°C， 预混完成后，再继续加热至Il〇°C，保持温度并搅拌3h至应拉木纤维全部溶解，得到应拉木 纤维质量百分含量为17%的应拉木纤维溶液；将该应拉木纤维溶液与4. 25g蚕丝蛋白混合 后，搅拌0. 5h至溶液透明，搅拌温度为IKTC，得到透明溶液上述制备应拉木纤维溶液和透 明溶液的操作均在相对真空度为-〇. 〇5MPa的真空中进行；将上述透明溶液倒入模具中固 化，然后用蒸馏水清洗至无离子液体残留，在真空干燥箱中干燥得到应拉木纤维-蚕丝蛋 白复合膜，干燥温度为30°C，干燥时的相对真空度为-0. 03MPa，干燥时间为30h。经测定，该 复合膜的拉伸强度为68MPa。
[0034] 实施例3
[0035] 将5g白度为85%、结晶度为67%、聚合度为733的水青冈应拉木纤维加入到95g 的1-甲氧基-3- 丁基-咪唑四氟硼酸盐离子液体中，先搅拌2. 5h进行预混，预混温度为 50°C，预混完成后，再继续加热至90°C，保持温度并搅拌2. 5h至应拉木纤维全部溶解，得 到应拉木纤维质量百分含量为5%的应拉木纤维溶液；将该应拉木纤维溶液与0. 83g蚕丝 蛋白混合后，搅拌I. 5h至溶液透明，搅拌温度为90°C，得到透明溶液，