一种天然蚕丝薄膜的制备方法与流程

本发明属于高分子材料，具体涉及一种天然蚕丝薄膜的制备方法。

背景技术：

1、蚕茧是一种典型的具有层次结构的天然纤维复合材料，由连续的长度约1000米的丝纤维缠绕而成。蚕茧的紧密结构导致了较高的机械性能，使蚕茧能够抵御来自寄生虫和捕食者的威胁，并为蛹的生长和发育提供安全保障。生蚕丝是由两根包含丝素蛋白和丝胶蛋白的单丝组成的，丝胶蛋白包裹在丝素蛋白外部。丝胶蛋白是将丝素蛋白结合在一起的粘合剂，因此与丝素蛋白不同，丝胶蛋白在结构上不坚固。然而，丝胶蛋白由于其作为一种现成的蛋白质生物材料的功能属性，已被报道具有科学和商业价值。有报道表明，丝胶蛋白具有良好的生物相容性，可作为亲水添加剂用于伤口愈合和刺激细胞增殖。此外，丝胶的抗氧化特性扩大了其在生物医学领域的应用，如利用在抗菌剂和抗炎剂，以及在组织工程和药物输送中。然而，传统的蚕丝加工过程包括脱胶过程，即从蚕茧中去除丝胶蛋白，以提取高值的蚕丝蛋白用于下游加工。研究表明，传统缫丝工艺中完全去除丝胶蛋白的过程会降低丝纤维的强度，脱胶工艺条件会大大改变丝素蛋白的理化和机械性能。蚕丝在质量浓度为1g/l的碳酸氢钠溶液中煮沸脱胶30min，重复处理3次后，获得的丝素纤维表面光滑，脱胶率为27.76％，获得的丝素蛋白的分子量主要分布在100～250kda范围内，显著低于天然丝素蛋白的分子量。高温高压脱胶是利用丝胶蛋白在高温水中的膨润溶解性显著增强的特点，通过高能水分子对氢键的破坏作用，促进丝胶蛋白的溶解和水解，达到脱胶的目的。用98℃～100℃的沸水处理蚕丝后得到的丝胶蛋白的分子量分布在200kda以下，而经125℃高温水处理蚕丝后得到的丝胶蛋白的分子量明显降低到80kda以下。

2、因此，一种力学性能较好的天然蚕丝薄膜的制备方法亟待提出。

技术实现思路

1、为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种天然蚕丝薄膜的制备方法。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

3、本发明提供一种天然蚕丝薄膜的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将天然蚕丝原料在沸水中处理后，经过风干、剪切磨碎成粉末状；然后将粉末状天然蚕丝浸没于甲酸溶液中进行预处理，使蚕丝纤维完全润胀；

5、s2、将步骤s1甲酸润胀预处理后的天然蚕丝溶入甲酸-氯化钙溶液中，然后进行甲酸挥发；

6、s3、将步骤s2甲酸挥发后获得的天然蚕丝薄膜浸泡在无水乙醇中进行振荡，去除残留甲酸和氯化钙，再经过干燥后获得最终的天然蚕丝薄膜。

7、优选的，所述步骤s1中天然蚕丝原料在沸水中处理5～10分钟。

8、优选的，所述步骤s1中粉末状天然蚕丝与甲酸溶液的固液比为(1～3):10，所述甲酸溶液的质量分数为96～98％。

9、优选的，所述步骤s1中预处理时间为1h以上。

10、优选的，所述步骤s2中甲酸-氯化钙溶剂中氯化钙在甲酸中的质量体积浓度为4～6％，加入甲酸-氯化钙溶液中的天然蚕丝质量分数为10～15％。

11、优选的，所述步骤s2中将溶解后的溶液倒入聚苯乙烯培养皿中，并放在通风室中进行甲酸挥发，所述挥发时间为24～30小时。

12、优选的，所述步骤s3中振荡时间为2～3小时，所述干燥步骤包括自然风干24～30小时挥发乙醇，然后在真空干燥机中干燥一天，以进一步去除残留的水分。

13、本发明相较于现有技术，具有以下有益效果：

14、本发明将在沸水中处理后的天然蚕丝剪切磨碎成粉末状，再用甲酸溶液润胀拆解纤维结构，使得后续甲酸-氯化钙溶液可以更轻易地进入纤维结构内部，提高溶解效率，进而通过无水乙醇去除残留甲酸和氯化钙的同时诱导β-折叠形成，从而提高天然蚕丝薄膜的拉伸性能，且采用本发明方法制备的天然蚕丝薄膜具有较好的疏水性能，以及不同湿度条件下的形状和力学性能可逆转变性能。

技术特征：

1.一种天然蚕丝薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的天然蚕丝薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中天然蚕丝原料在沸水中处理5～10分钟。

3.根据权利要求1所述的天然蚕丝薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中粉末状天然蚕丝与甲酸溶液的固液比为(1～3):10，所述甲酸溶液的质量分数为96～98％。

4.根据权利要求1所述的天然蚕丝薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中预处理时间为1h以上。

5.根据权利要求1所述的天然蚕丝薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中甲酸-氯化钙溶剂中氯化钙在甲酸中的质量体积浓度为4～6％，加入甲酸-氯化钙溶液中的天然蚕丝质量分数为10～15％。

6.根据权利要求1所述的天然蚕丝薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中将溶解后的溶液倒入聚苯乙烯培养皿中，并放在通风室中进行甲酸挥发，所述挥发时间为24～30小时。

7.根据权利要求1所述的天然蚕丝薄膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中振荡时间为2～3小时，所述干燥步骤包括自然风干24～30小时挥发乙醇，然后在真空干燥机中干燥一天，以进一步去除残留的水分。

技术总结
本发明公开了一种天然蚕丝薄膜的制备方法，包括以下步骤：S1、将天然蚕丝原料在沸水中处理，风干、剪切磨碎成粉末状；浸没于质量分数为98％的甲酸溶液中预处理，使蚕丝纤维完全润胀；S2、将天然蚕丝溶入甲酸‑氯化钙溶液中，进行甲酸挥发；S3、将天然蚕丝薄膜浸泡在无水乙醇中振荡，去除残留甲酸和氯化钙，经过干燥后获得最终的天然蚕丝薄膜。本发明将在沸水中处理后的天然蚕丝剪切磨碎成粉末状，再用甲酸溶液润胀拆解纤维结构，使得后续甲酸‑氯化钙溶液可以更轻易地进入纤维结构内部，提高溶解效率，从而提高天然蚕丝薄膜的拉伸性能，且采用本发明方法制备的天然蚕丝薄膜具有较好的疏水性能。

技术研发人员：林琳,范一民,陈美娟,贾若贤,李鑫,颜先琴,管荣健,鲁重义,葛珂
受保护的技术使用者：江苏奥普莱医疗用品有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15