一种诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法与流程

本发明属于高分子材料，具体涉及一种诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法。

背景技术：

1、丝素蛋白薄膜作为再生丝材料的主要形式之一，因其独特的物理、化学和生物特性以及在组织工程、生物传感、电子、光学和光子学等领域的潜在应用而受到越来越多的关注。通常，sf薄膜可以通过水溶液、酸性溶液、离子溶液和n -甲基吗啉-n -氧化物（nmmo）溶液制备，该类薄膜具有形态、晶体、力学性能可控和生物可降解的优秀性能。但是，再生sf薄膜在干燥状态下较脆，在湿状态下强度和模量较低，不能满足实际应用的要求。

2、为了解决再生丝材料的缺点，钛、碳纳米管、氧化石墨烯和甲壳素被用作增强剂或共混剂。蚕丝蛋白的高分子量、 β-折叠晶体结构和纤原性结构等复杂的层次结构赋予了其特殊的力学性能。最近的研究进一步证实，纤维结构，特别是纳米级的纤维结构，在天然丝的高性能方面起着关键作用。由纳米纤维制成的薄膜也显示出非凡的机械性能和先进的功能。这些纳米纤维可以由多肽和蛋白质自组装，也可以从甲壳素和纤维素等天然材料中提取。然而，蚕丝蛋白主流的溶解体系（如libr 溶液），纤维结构在溶解和再生过程中几乎被破坏。虽然通过控制自组装条件可以获得丝纳米原纤维，并且所得到的sf薄膜在一定程度上表现出柔韧性，但其力学性能仍明显低于天然丝纤维，这是由于这些自组装纳米原纤维的不稳定性所致。zhang 等人已经通过fa-cacl2溶解体系在保留原纳米纤维结构的同时成功制备丝素蛋白薄膜。但是市售的丝胶蛋白分子量较低，仅为1.0×104da，经过甲酸-氯化钙体系溶解后分子量进一步下降，在去离子水体系置换过程中极有可能部分流失，且凝胶的β 结构含量随着丝胶蛋白的添加量增加逐渐降低。

3、因此，一种力学性能较好的诱导丝素/丝胶复合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，本发明提供一种诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法。

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、本发明提供一种诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将桑蚕丝在碳酸钠或碳酸氢钠水溶液中煮沸，然后用蒸馏水冲洗，再晾干；

5、s2、将步骤s1脱胶后的丝素蛋白纤维和丝胶粉均匀地溶解到甲酸-氯化钙溶剂中，经过振荡获得sf/ss- fa-cacl2溶液；

6、s3、将步骤s2获得的sf/ss- fa-cacl2溶液进行甲酸挥发，获得sf/ss复合膜；

7、s4、将步骤s3获得sf/ss复合膜在水醇溶液中进行振荡，再经过干燥后获得最终产品。

8、优选的，所述步骤s1中碳酸钠的摩尔浓度为0.02m，煮沸时间为25～40min，晾干时间至少12小时，煮沸的同时不断搅拌以防止丝纤维缠绕。

9、优选的，所述步骤s2中丝素蛋白纤维和丝胶粉的质量比为50:50～90:10，所述甲酸-氯化钙溶剂中氯化钙在甲酸中的质量体积浓度为4～6%。

10、优选的，所述步骤s2中用涡旋混合器涡旋振荡，所述振荡时间为20～45 min。

11、优选的，所述步骤s3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，将所述步骤s4中水醇溶液中乙醇浓度为75～100%，振荡时间为2～4小时，以去除残留的氯化钙或甲酸，并进一步促进β-折叠结构的形成。

13、优选的，所述步骤s4中干燥包括自然风干24～30小时，以挥发乙醇；再经过真空干燥机干燥一天，以进一步去除残留的水分。

14、本发明相较于现有技术，具有以下有益效果：

15、本发明中经乙醇浓度为75～100%水醇溶液置换诱导的sf/ss复合膜相对柔软，能够保持良好形态，且最大拉伸应变也显著增加，大大提高力学性能。

技术特征：

1.一种诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中碳酸钠或碳酸氢钠的摩尔浓度为0.02m，煮沸时间为25～40min，晾干时间至少12小时，煮沸的同时不断搅拌以防止丝纤维缠绕。

3.根据权利要求1所述的诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中丝素蛋白纤维和丝胶粉的质量比为50:50～90:10，所述甲酸-氯化钙溶剂中氯化钙在甲酸中的质量体积浓度为4～6％。

4.根据权利要求1所述的诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中用涡旋混合器涡旋振荡，所述振荡时间为20～45min。

5.根据权利要求1所述的诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s3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。

6.根据权利要求1所述的诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法，其特征在于，将所述步骤s4中水醇溶液中乙醇浓度为75～100％，振荡时间为2～4小时，以去除残留的氯化钙或甲酸，并进一步促进β-折叠结构的形成。

7.根据权利要求1所述的诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法，其特征在于，所述步骤s4中干燥包括自然风干24～30小时，以挥发乙醇；再经过真空干燥机干燥一天，以进一步去除残留的水分。

技术总结
本发明公开了一种诱导丝素/丝胶复合膜的制备方法，包括以下步骤：S1、将桑蚕丝在碳酸钠或碳酸氢钠水溶液中煮沸，然后用蒸馏水冲洗，再晾干；S2、将脱胶后的丝素蛋白纤维和丝胶粉均匀地溶解到甲酸‑氯化钙溶剂中，经过振荡获得SF/SS‑Fa‑CaCl<subgt;2</subgt;溶液；S3、将SF/SS‑Fa‑CaCl<subgt;2</subgt;溶液进行甲酸挥发，获得SF/SS复合膜；S4、将SF/SS复合膜在水醇溶液中进行振荡，再经过干燥后获得最终产品。本发明中经乙醇浓度为75～100％水醇溶液置换诱导的SF/SS复合膜相对柔软，能够保持良好形态，且最大拉伸应变也显著增加，大大提高力学性能。

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