蠶絲絲素是由18種氨基酸以一定的順序由肽 鍵相連的天然蛋白質(zhì)"]。絲素膜是一種弱氨基酸 膜,與人體親和性良好,被生物體降解后,能被生物 體吸收,適于作生物醫(yī)用材料[2]。但純絲素溶液在 制成材料后力學(xué)性能不佳,在干燥狀態(tài)下很脆,缺乏 實用價值。通過共混改性可以有效地改善絲素共混 膜的各方面性能,已研究的有絲素蛋白與殼聚糖、海 藻酸鈉、聚乙烯醇、聚丙烯酸等的復(fù)合材料[3~7]。
本文采用醚化后的纖維素——羧甲基纖維素 鈉,屬纖維素醚,它具有較好的水溶性、保水性和成 膜性,還可用于醫(yī)用方面如藥物載體、生物基質(zhì)等, 使用價值高。
1實驗方法1.1實驗材料與設(shè)備無水乙醇、氯化鈣、碳酸鈉為市售分析純試劑; 羧甲基纖維素鈉(IL10:粘度為5 ~ 10 rnPai,代替度 為 0.75~0.85;IL30:粘度為 20~30nJVs,代替度為 0.75 ~ 0.85;粘度測試在2%水溶液中,25^,用NDJ- 79型粘度計)、蠶繭為市售;織物拉力儀用YG026B 型,常州第二紡織機械廠生產(chǎn)。
1.2純絲素溶液的制備家蠶繭經(jīng)0.5%的~〇20)3溶液在100^;、3〇111^ 下脫膠3次得絲素纖維,在n(CaCl2): ;I(CH3CH2OH) :n(H20) = 1:2:8三元溶劑中于80弋下攪拌溶解。 將冷卻后的絲素溶液灌人透析袋中,用蒸餾水多次 透析后,用脫脂棉過濾,得質(zhì)量濃度為4%的絲素蛋 白質(zhì)水溶液。
1.3羧甲基纖維素鈉溶液的制備將羧甲基纖維素鈉(IL10、IL30)的粉末放人錐 型瓶中,加人蒸餾水(濃度為8%),在50丈水浴中磁 力攪拌溶解2 h。
1.4共混膜的制備將純絲素溶液與竣甲基纖維素鈉(IL10、IL30) 溶液,分別按不同質(zhì)量比、混合溫度和混合時間所成 的混合溶液在聚苯乙烯板上自然延流成膜。
1.S共混膜的力學(xué)性能測試 1.5.1膜的斷裂強度和斷裂伸長率測試方法用 百分表在樣品膜上測其平均厚度,測定共混膜的斷 裂強力和斷裂伸長率,樣品寬度為15 mm,夾持長度 為30 mm。按薄膜斷裂強度和斷裂伸長率常規(guī)測試 方法測定(測試條件溫度為20T,相對濕度為 65%) 〇
1.5.2IR測試采用Bruker Vector-22型紅外測試 儀,樣品為KBr壓片。
2結(jié)果與討論圖1中(。、(…、(。、(…各為不同共混時間及 溫度下薄膜斷裂強度與絲素/羧甲基纖維素鈉的比 例關(guān)系圖。
圖1共混膜的斷裂強度實驗得到純的絲素膜的斷裂強度為 絲綢工程江蘇省重點實驗室開放課題。
48.2N/mm2,斷裂伸長率為4.67%;羧甲基纖維素鈉 (IL10)、(IL30)的斷裂強度分別為25.30 N/mm2、 26.00 N/mm2,斷裂伸長率為9.3%、11.00%。由圖1 可知,隨著竣甲基纖維素鈉含量的增加,共混膜的斷 裂強度降低,最后接近于純的羧甲基纖維素鈉。圖 1(a)中,膜的斷裂強度變化趨勢幾乎相同;圖1(b) 中,30^和50T下膜的斷裂強度較一致,而60T時 膜的強度大幅度下降,過了 50/50才開始上升接近 純的羧甲基纖維素鈉;圖1(c)中IL30體系中,膜的 斷裂強度變化和圖1(a)中的不太相同,混合時間對 膜的性能還是有一定影響的;圖1(d)中不同混合溫 度下所得膜的斷裂強度變化不是很大。
圖2(3)、〇3)、((:)、(£〇為不同時間及不同溫度 下斷裂伸長率與絲素/羧甲基纖維素鈉的比例關(guān)系 圖。共混膜的斷裂伸長率隨羧甲基纖維素鈉含量的 增加而增加。圖2(a)中,混合膜的斷裂伸長率隨著 反應(yīng)時間的加長而增加,但是變化不是很大;圖2 (b)中,301:和50弋下膜性能的變化趨勢很平緩,而時,膜的斷裂伸長率跳躍性很大;圖2(c)中,膜 的斷裂伸長率變化和圖2(a)中的差不多;圖2(d)所 得膜的斷裂伸長率變化很大,30丈和50T變化曲線 很相象,60尤時最高。
圖3為絲素/竣甲基纖維素鈉膜紅外光譜圖。 純絲素膜的紅外光譜圖,已經(jīng)有大量報道和研究。 Miyazawa和Blout[8]研究了家蠶絲素波數(shù)在1 665, 1 535和650 cnT1分別屬于無規(guī)線團(tuán)的酰胺I,II和 V,1 650,1 545和 620 cnT1,1 630,1 530和690 cm-1 各自屬于a-螺旋和屮折疊鏈,在羧甲基纖維素鈉中 1 550- 1 680 cnT1是羧甲基的吸收峰[8]。圖3(a)在 3440 Cmd有吸收峰,這是絲素分子內(nèi)氫鍵的振動吸 收峰,在純羧甲基纖維素鈉中,在3 400 cnT1有一OH 的振動峰。曲線a~f隨著絲素含量的減少,羧甲基 纖維素鈉的含量增加,在3 440 cnT1的吸收峰逐漸 向較低峰值移動,這是在絲素蛋白分子與羧甲基之 間形成氫鍵,降低了絲素蛋白分子之間的氫鍵作用 及羧甲基含量增加的共同結(jié)果[9]。圖3(b)中,同樣 由于2組分形成氫鍵作用,所以酰胺鍵的吸收峰也 向低波數(shù)移動,且在650 cnT1處的吸收峰增加。這 也正是驗證了前面的力學(xué)性能實驗結(jié)果。
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