腈纶织物接枝丝素蛋白的工艺条件及服用性能研究

用具有良好生物相容性的丝素蛋白接枝改性化纤织物,可增加其服饰的舒适度。研究了以100%聚乙烯醇缩水甘油醚(PVAGE)作为交联剂,在碱减量腈纶织物表面接枝丝素蛋白的工艺及接枝率对服用性能的影响。采用单因素法研究接枝的最佳工艺条件为:100%PVAGE质量浓度27.62 g/L,接枝温度100℃,接枝时间20 min,丝素蛋白质量浓度2.0 g/L。对在上述工艺条件下接枝后的碱减量腈纶织物进行红外光谱表征,结果显示丝素蛋白已接枝到织物上,并有β-折叠结构产生。随着接枝率的升高,织物的白度基本没有变化,回潮率有较大幅度增加,抗静电性能也大幅度提高,但抗褶皱弹性有所下降。     

用对苯二甲酰氯进行丝素蛋白的化学接枝改性研究

为改善丝素膜的性能,用对苯二甲酰氯(DB)作改性剂对丝素蛋白进行了接枝改性。研究了对苯二甲酰氯加入量以及不同温度下成膜等对接枝产率的影响。通过傅里叶红外光谱(FTIR)测试表明,对苯二甲酰氯与丝素形成共价结合;万能电子强力仪检测表明,改性后的丝素膜其力学性能有较大的改善,当接枝率为6.8%,丝素膜断裂强度可达42.5 MPa,断裂伸长率可达5%。     

丝素蛋白对重金属离子吸附性能的研究

丝素蛋白是蚕丝的主要组成部分,拓展其用途具有重要的意义。本文对不同状态下的丝素蛋白(溶液状、凝胶状、粉末状)对重金属离子(以铜、锌、铅为例)的吸附性能进行了研究。结果显示:在单一离子实验中,溶液状对于锌离子的吸附能力最强,最高可吸附33.3%;而凝胶状和粉末状则对于铜离子的吸附能力最强,最高分别为18.6%和11.7%;在混合离子溶液中,丝素蛋白对金属离子的吸附规律基本与单一离子溶液一致,且吸附量也相近。     

不同溶解体系的丝素蛋白分子质量及对再生丝素膜性能的影响

为了便于根据不同丝素蛋白制品开发要求控制丝素蛋白的分子质量,用SDS-PAGE电泳方法检测不同溶解体系制取丝素蛋白的分子质量,并对不同分子质量丝素蛋白制备的再生丝素膜进行傅里叶红外光谱(FTIR)、热重(TGA)、微商热重(DTG)和热水溶失率等结构与性能的测试。SDS-PAGE检测结果显示,在LiBr-CH3CH2OH-H2O、Ca(NO3)2-CH3OH-H2O和Na-SCN-H2O溶解体系中的丝素蛋白分子质量较高且分布广;在CaCl2-CH3CH2OH-H2O和LiBr-H2O溶解体系中的丝素蛋白分子质量较低。FTIR、TGA、DTG和热水溶失率测试结果显示,低分子质量丝素蛋白溶液在成膜时较难形成α-结构和β折叠结构;而高分子质量丝素蛋白溶液在成膜时则较容易转变形成这2种结构。     

丝素纳米纤维及丝素复合纳米纤维在生物医学材料领域应用的研究进展

丝素蛋白独特的氨基酸组成和空间结构,使其成为一种具有良好生物相容性和可降解性的生物材料,采用高压静电纺丝技术制备的丝素纳米纤维与丝素复合纳米纤维更是赋予了丝素纤维在生物医学材料领域更为良好的应用性能。本文系统介绍了近年来静电纺丝素纳米纤维及丝素复合纳米纤维在生物医学材料(包括骨组织工程材料,软骨、伤口、神经和血管修复材料,药物缓释材料等)领域的应用及改性研究进展,在此基础上简要展望了静电纺丝素纳米纤维研究需要创新的重点课题。     

丝素蛋白生物材料对细胞行为的影响

生物材料的相容性一直是组织工程和再生医学领域的重要议题.组织细胞能对外界环境作出不同的响应,但只有在天然生长环境中(细胞外基质)细胞才能发挥其正常的功能.因此构建基于丝素蛋白的仿生生物材料是处理生物相容性的可行途径之一.本文介绍了细胞与细胞外基质相互作用的机理,总结了近年来丝素来源的生物材料影响细胞黏附、迁移、增殖和分化等行为的因素,包括材料的化学成分、拓扑结构(纤维尺寸、支架孔径和表面特性)以及力学特性,并在此基础上讨论了存在的问题及今后的发展方向,为设计新一代的生物材料提供参考和借鉴.     

辐射灭菌对丝素蛋白材料性能的影响

本文探讨了辐射剂量为10、15、20和25kGy的γ射线辐射灭菌对丝素蛋白膜和丝素海绵膜的力学性能和结构的影响。结果显示：采用此剂量的辐射灭菌增加了纯丝素膜的断裂伸长率和丝素海绵膜的弹性模量（p〈0．05）,丝素材料的主链结构和热稳定性能没有明显变化。25kGy以下辐射剂量对丝素海绵材料力学性能的影响明显小于常用的高压蒸汽灭菌方式,可以作为丝素材料辐射灭菌的剂量参考。     

促细胞生长再生复合丝素蛋白电纺丝非织布的性能

利用家蚕丝素蛋白独特的力学和生物学特性,以电纺蚕丝纤维为载体,通过加入含有细胞粘附构型肽段(TGRGDSPAS)8的纯化细胞粘连性蛋白,改善丝素蛋白在促细胞生长方面的生物学功能。红外光谱检测表明,加入10%的细胞粘连性蛋白并不会明显影响丝素蛋白电纺丝的α-螺旋和β-构象,细胞培养试验中也表现出促进细胞增殖的作用,其活性细胞数目较单纯丝素蛋白纤维上的活性细胞增加,约为1.5×104cm-2,并对细胞形态没有影响。电镜扫描显示,以加入10%细胞粘连性蛋白后的电纺蚕丝纤维直径仍呈均匀分布状态。依据研究结果认为,以加入细胞粘连性蛋白的再生复合丝素蛋白电纺丝非织布纤维作为生物医学材料,具有更加良好的应用前景。     

木瓜蛋白酶对丝素蛋白的降解作用研究

丝素蛋白具有良好的生物相容性及降解性,被广泛地用于生物材料。本研究以废蚕茧为原料,通过脱胶、溶解、透析、浓缩等步骤制备了丝素蛋白溶液,再用木瓜蛋白酶降解丝素蛋白,利用SDS－聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS－PAGE）进行丝素蛋白多肽的鉴定,探讨pH、温度及酶活等因素对木瓜蛋白酶降解丝素蛋白影响。结果表明：在pH8～9、温度60～70℃,木瓜蛋白酶的活性为20～25 U时丝素蛋白水解效果较好,酶的作用时间越长效果越好。本研究为开发丝素蛋白在食品、化妆品中的提供了基础。     

一株放线菌对丝素纤维的降解作用

探讨了一株从土壤中分离到的放线菌(C3菌株)对丝素纤维的降解特性。结果表明,C3菌株在28～37℃范围内对蚕丝纤维均具有较强的降解活性;培养基中的碳源能抑制C3菌株的降解活性,而氮源基本无影响,即在缺乏碳源和氮源或单独缺乏碳源的培养基中降解活性增强。在以丝素粉作为唯一碳源和氮源的色氨酸培养基中,C3菌株在28℃下培养6 d左右降解速度最大,并延续至第12天左右。电镜观察表明,培养基中接种C3菌株14 d时,菌丝体已经大量繁殖,丝素纤维出现降解凹陷,部分丝素纤维出现断裂;培养42 d时,丝素纤维已完全降解。     

蚕丝纤维组成的研究

综述了近年来蚕丝纤维组成研究的进展。从蚕丝分子生物化学学的角度，阐述了蚕丝纤维的化学组成。丝胶蛋白的分子生物学结构，蚕丝主成份丝素的H链、L链和P25糖蛋白的基因和蛋白质的结构特性及其组成的基本单位。     

应用原子转移自由基聚合(ATRP)法对真丝接枝改性的工艺条件

为促进真丝接枝改性技术的实用化,研究了以水作介质,以甲基丙烯酸二甲氨乙酯为单体,采用原子转移自由基聚合(ATRP)法制备接枝改性真丝的工艺条件。反应温度80℃、反应液pH8、单体浓度0.225 mol/L、催化体系五甲基二乙烯三胺与CuBr的摩尔比为2∶1、催化剂CuBr浓度0.24 mmol/L、反应时间1 h对真丝的接枝改性效果较好。接枝改性后真丝的强度略有下降,但白度及回潮率基本没有变化,并且以水为介质应用ATRP法接枝改性真丝可减少对环境的污染。     

有机磷阻燃剂对真丝的接枝改性试验

为了探讨自制有机磷系阻燃剂(acrytic organic phosphorous compound,SFR)作为真丝织物阻燃整理剂的可行性,使用过硫酸盐引发体系将SFR接枝到真丝织物上,并研究了影响该反应的主要因素,如反应温度、pH值和浴比等。得出的接枝较优工艺为：单体质量分数120%,引发剂质量分数0．9%,温度80℃,时间60min,浴比1∶30,pH3,接枝后用丙酮萃取24h。整理后的真丝织物进行可燃性测试表明,SFR用于真丝织物阻燃,当增重率高于30 %时可获得良好的阻燃效果,极限氧指数可以达到29%以上,但整理后丝织物的强力和白度略有下降。     

用甲基丙烯酸六氟丁酯对真丝接枝改性

为了改善丝织物的服饰性能,以过硫酸钾为引发剂研究了含氟单体甲基丙烯酸六氟丁酯对真丝的接枝改性效果。采用红外光谱对接枝产物进行表征,并对整理后的纤维和织物的相关性能进行了测试,结果表明接枝对真丝的白度、强力影响较小,但接枝后织物的拒水拒油性有明显提高。为优选单体预乳化工艺,研究了引发剂用量、单体用量、反应时间、反应温度、pH值等接枝参数对真丝接枝率的影响。接枝的较好工艺条件为:单体用量100%~120%,引发剂用量1%,接枝温度70℃、时间100 m in、反应液pH 3。     

甲基丙烯酸羟乙酯接枝蚕丝的制备工艺及性能评价

化学接枝增重可改善丝绸的服饰性能。通过设计正交实验优选出甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)接枝蚕丝的条件:过硫酸钾(KPS)质量分数0.75%,甲酸质量分数2.25%,温度90℃,时间60 min。衰减全反射傅里叶变换红外光谱测试证明甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)已接枝到蚕丝上。相比原样,接枝增重后的蚕丝回潮率下降、初始膜量增加、白度指数下降。接枝处理用氮气(N2)保护或选用氧化还原体系作引发剂,可提高接枝增重蚕丝的白度;80℃温度下多次漂洗既能改善接枝增重蚕丝的手感,亦能提高其白度。     

阻燃真丝的结构与性能

多数国家已立法要求对纺织品进行阻燃整理,作为睡衣、蚕丝被原料的真丝更需要进行阻燃整理。采用含磷单体甲基丙烯酰氧乙基二甲基磷酸酯(DMMEP)对真丝进行接枝共聚阻燃改性,研究了阻燃整理后真丝的燃烧性能、物理机械性能及结构的变化。研究结果显示,阻燃整理后真丝可达优异的阻燃性能,极限氧指数达到30%以上;阻燃整理后真丝强力稍有下降,但不会对服用造成影响。通过热分析研究了阻燃后真丝的裂解性能,探讨了阻燃处理的可能机制。     

紫外光引发N,N-二甲基丙烯酰胺接枝蚕丝织物的研究

为了实现工业化生产中对蚕丝织物连续化接枝整理,研究紫外光引发对N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)接枝蚕丝织物的共聚合反应的促进作用和对织物性能的影响,以及紫外光引发接枝工艺条件因素对织物接枝增重率的影响。结果表明,紫外光引发DMAAm接枝蚕丝织物3 min时,织物的接枝增重率即达到最大值;接枝增重率随光引发剂浓度的增大而提高;单体浓度增大时,增重率提高,但单体接枝效率降低;工作液pH值对增重率的影响不明显。接枝蚕丝织物的性能表征显示,紫外光照射时间较长会影响织物的白度和断裂强力,但断裂强力可通过接枝DMAAm而得到恢复;接枝增重后的蚕丝织物用活性染料染色的K/S值略有降低,但染色均匀性变化不大。研究结果提示,紫外光引发可加快DMAAm接枝蚕丝织物的共聚合反应速率,但须适当控制紫外光照射时间,以减轻织物白度的下降。     

用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵接枝真丝的研究

为提高真丝纤维织物的抗菌防皱性能,根据真丝纤维蛋白质主体的结构,研究了以硝酸铈铵(CAN)为引发剂,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)单体接枝真丝的影响因素,并对DMC接枝真丝后的回潮率、单丝强力和泛黄指数进行了研究,用红外光谱分析了接枝真丝的化学结构。当DMC浓度为06mol/L,CAN的质量分数为10%,pH=3,温度60℃保温120min时,接枝效果较好。接枝后回潮率改善,但泛黄指数有上升趋向,单丝强力也有所下降。红外光谱分析表明单体已接枝到真丝纤维上。     

丝绸接枝阳离子后的染色和固色性能变化

为提高丝绸用酸性染料和直接染料染色的上染率与皂洗牢度,对丝绸进行接枝阳离子改性处理。研究改性阳离子丝绸用酸性染料和直接染料染色的染色性能变化,结果表明采用阳离子接枝方法可以在无盐染色条件下大幅度提高丝绸染色的上染率及皂洗牢度,其中:耐晒果绿BLL对改性阳离子丝绸的上染率达到99.59%,直接耐酸大红4BS的上染率达到99.87%,直接草黄R的上染率为99.83%,直接深褐M的上染率为99.88%。各种染料上染改性阳离子丝绸后的皂洗牢度都达到5级,上染速度也非常迅速,为2~8 m in。研究结果证明丝绸接枝阳离子改性是提高丝绸上染率和皂洗牢度的有效方法。     

丝素/壳聚糖共混膜性能测定及制备配方探讨

为改善丝素膜的性能,试验选择丝素与壳聚糖混配比例、烘干温度、戊二醛及甘油浓度四因素,采用L32(8×48)正交设计方案,制备丝素与壳聚糖复合膜。检测结果表明,共混膜的溶胀度为43.00%~248.94%,热水溶失率为43.06%~64.56%,透汽率在36.82%~55.39%之间,初始模量、相对断裂强度和相对断裂伸长分别在6.35~68.80 N/mm,30.85~67.83 N/mm和28.05~230.47范围内;经红外光谱分析知,丝素与壳聚糖只是物理混合,两者处于相容状态。初步选定制备丝素/壳聚糖共混膜的较优组合条件为:丝素质量分数70%或55%、烘干温度40℃,戊二醛和甘油的体积分数均为0.3%。