首页> 中文学位 >高角蛋白含量的角蛋白/PEO纳米纤维的制备与表征
【6h】

高角蛋白含量的角蛋白/PEO纳米纤维的制备与表征

代理获取

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1.1 角蛋白再生利用的理论基础

1.1.1 人发纤维的结构

1.1.2 角蛋白的结构

1.1.3 角蛋白的性能

1.2 角蛋白的国内外研究现状

1.2.1 角蛋白的提取方法

1.2.2 角蛋白的纤维化

1.2.3 角蛋白的成膜化

1.2.4 角蛋白复合材料

1.3 静电纺丝技术及应用

1.3.1 静电纺丝技术

1.3.2 静电纺纳米纤维的应用

1.3.3 角蛋白纳米纤维

1.4 角蛋白的化学交联改性

1.5 本课题的研究意义及内容

1.5.1 本课题的研究意义

1.5.2 本课题的内容

第二章 人发角蛋白的制备与表征

2.1 实验部分

2.1.1 实验仪器与材料

2.2 实验方法

2.2.1 角蛋白溶液的提取机理

2.2.2 角蛋白溶液提取的工艺流程

2.2.3 角蛋白粉末的制备

2.3 测试与表征方法

2.3.1 人发纤维的溶解率和角蛋白溶液的质量分数计算

2.3.2 外观形貌分析

2.3.3 人发角蛋白溶液的流变性能

2.3.4 傅立叶红外光谱分析

2.3.5 差示扫描量热分析

2.3.6 X—射线衍射分析

2.4 结果与讨论

2.4.1 外观形貌分析

2.4.2 人发角蛋白溶液的流变性能

2.4.3 傅立叶红外光谱分析

2.4.4 X—射线衍射分析

2.4.5 热学性能分析

2.5 本章小结

第三章 静电纺丝制备人发角蛋白/PEO纳米纤维膜

3.1 实验部分

3.1.1 实验材料与仪器

3.1.2 人发角蛋白/PEO共混纺丝液的制备

3.1.3 人发角蛋白/PEO纳米纤维的制备

3.2 静电纺丝参数对角蛋白/PEO纳米纤维形貌的影响

3.2.1 电压对纤维形貌的影响

3.2.2 灌注速度对纤维形貌的影响

3.2.3 接收距离对纤维形貌的影响

3.3 测试与表征方法

3.3.1 纺丝液流变性能的表征

3.3.2 纤维外观形貌

3.3.3 傅立叶红外光谱分析

3.3.4 X—射线衍射分析

3.3.5 差示扫描量热分析

3.4 结果与讨论

3.4.1 纺丝液流变性能的表征

3.4.2 纤维外观形貌及直径分布

3.4.3 傅立叶红外光谱分析

3.4.4 X—射线衍射分析

3.4.5 差示扫描量热分析

3.5 小结

第四章 非水溶性角蛋白/PEO纳米纤维膜的制备与表征

4.1 实验部分

4.1.1 实验原料和仪器

4.1.2 纺丝液的配制

4.1.3 人发角蛋白/PEO纳米纤维膜的制备

4.1.4 制备非水溶性角蛋白/PEO纳米纤维膜

4.2 表征方法

4.3.1 人发角蛋白/PEO混合纺丝液的流变性能

4.2.2 纤维形貌观察

4.2.3 亲疏水性研究

4.2.4 傅立叶红外光谱分析

4.2.5 X—射线衍射光谱分析

4.2.6 热重分析

4.3 结果与讨论

4.3.1 初次交联人发角蛋白/PEO纳米纤维的形貌观察

4.3.2 非水溶性人发角蛋白/PEO纳米纤维的形貌

4.3.3 亲疏水性研究

4.3.4 傅立叶红外光谱分析

4.3.5 X—射线衍射光谱分析

4.3.6 热重分析

4.4 小结

第五章 结论和展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

研究成果及发表论文

致谢

展开▼

摘要

角蛋白是一种来源于动物的皮肤及皮肤衍生物的纤维状蛋白,因拥有细胞亲和性、低免疫性、生物相容性和生物可降解性等优良特性而在过滤材料、生物医用材料和制药等领域广为应用。人发纤维的主要成分是角蛋白,中国十几亿人口一年就能产生成千上万吨的人发纤维,如果直接遗弃会给自然生态造成严重破坏,同时能源也会大量流失。因此,对天然角蛋白纤维的开发利用有着巨大的经济效益和社会效益。
  本文选择还原法采用2—巯基乙醇/尿素/十二烷基硫酸钠混合体系从人发中提取角蛋白,采用此方法提取角蛋白人发纤维的溶解率可达68.4%,通过对人发纤维和人发角蛋白粉末的红外光谱、热稳定性及X—射线衍射的对比分析发现,2—巯基乙醇作为还原剂能够断开角蛋白分子中的二硫键,形成含有半胱氨酸残基的角蛋白。与人发纤维相比,角蛋白中的α—螺旋结构减少,β—折叠结构增加,结晶度增大,热稳定性也得到了一定程度的提高。
  本文将角蛋白溶液与PEO以不同质量比进行混合,通过静电纺丝技术制备角蛋白/PEO纳米纤维膜。确定纺制角蛋白/PEO纳米纤维的最优工艺参数为电压20KV、灌注速度0.3ml/h、接收距离13cm。对共混纳米纤维的外观形貌、分子结构、热学性能及结晶性能进行了研究。结果表明,随着角蛋白含量的增加,角蛋白/PEO纳米纤维的直径逐渐减小,平均直径从310nm(角蛋白/PEO=30/70)减小到82nm(角蛋白/PEO=90/10);纤维的均匀度得到提高,角蛋白的特征峰加强,结构特征逐渐由PEO型转变成角蛋白型。此外,PEO的加入能够打破角蛋白的自组装结构形成更为稳定的二级结构,从而提高的纳米纤维的稳定性。同时还发现,在能够获得无串珠、形态良好的纳米纤维的前提下,本文获得的角蛋白/PEO最高混纺比为80/20。
  为了提高角蛋白/PEO共混纳米纤维中角蛋白的含量,本文还采用了乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)、戊二醛对共混溶液进行交联改性。实验发现,交联作用能够有效改善溶液的可纺性,以EGDE的效果较为理想,交联后角蛋白/PEO的质量比可高达90/10。
  针对角蛋白纳米纤维材料易溶于水的缺陷,本文采用热处理和京尼平交联两种方式对角蛋白/PEO纳米纤维膜进行后处理,并采用SEM、接触角测试、FTIR、XRD和TG五种方式进行了表征。结果表明,经热处理和京尼平交联后,纳米纤维膜的耐水性、结晶度和热学性能得到了提高,纳米纤维不溶于水;接触角有所增大,但纳米纤维膜仍具有良好的亲水性。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号