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新型丝素复合膜的微结构表征

2019-11-26 11:06 

本文天津津腾实验设备将丝素蛋白与聚乳酸物理-共混得到不同比例的复合多孔膜材料。借助扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)和X射线衍射(XRD),以及差示扫描量热(DSC、SSDSC)技术观察材料的表面形貌和微结构,测试其玻璃化转变温度、比热和热焓等热力学参数,探讨两相间的相互作用机理和热稳定性。本研究的体系天津津腾实验设备有限公司发现可应用于织物改性添加剂、骨修复支架材料、人造骨折内固定材料、药物缓释载体、抗血凝性材料、固定化酶载体材料、美容产品助剂等,同时,也为丝素蛋白及其复合材料的制备与性质研究提供有益的信息,对促进绿色天然可降解材料的实际利用,具有重要的理论指导与实践意义。

1桑蚕丝素蛋白/聚乳酸复合膜的制备
称取一定等质量的脱胶中国桑蚕家蚕丝(ChinaBombyxmori,MSF,丹东七月贸易有限公司)和聚乳酸(左旋,PLLA,深圳易生新材料有限公司)以0:5;1:5;5:5;5:1;5:0质量比分别溶解到4.00wt%的氯化钙-甲酸溶液和二氯甲烷溶液中,配制成8.00wt%的丝素蛋白溶液和3.00wt%的聚乳酸二氯甲烷溶液。将上述两种溶液共混后,浇铸在聚四氟乙烯长方形模具中,真空干燥48小时,获得丝素蛋白/聚乳酸复合膜(MSF/PLA)。本文天津津腾实验设备有限公司将着重于结构表征,力学与降解性能测试将在后续文中详细描述和分析。本文分别用MSF/PLA-0:5,MSF/PLA-1:5,MSF/PLA-5:5,MSF/PLA-5:1和MSF/PLA-5:0表示比例为0:5,1:5,5:5,5:1,5:0的丝素蛋白/聚乳酸复合膜。

2热稳定性分析
综上所述,当丝素蛋白与左旋聚乳酸共混,聚乳酸链段上的碳氧双键与丝素上酰胺基团相互作用,形成了新的氢键,分子间也存在有疏水和静电作用。同时,材料的二级结构也随之发生了改变。随着丝素蛋白含量的增加,材料表面逐步变得光滑,复合材料中β-折叠和刚性无定形相含量增加,材料结构的改变会影响其物性,因此,复合材料的玻璃化温度也随之提高。但由于丝素蛋白含水量高,易分解,所以复合材料的稳定性并未提高。有趣的是,随着半结晶左旋聚乳酸含量的增加,复合材料的结晶度增加,其熔点也随之提高,从而使得材料的热稳定性提高。另外,丝素/聚乳酸复合膜的多孔网状结构也使得复合材料比光滑的纯丝素更具稳定性。由此可见,丝素与聚乳酸的不同共混比例,会导致复合膜材料的表观形态、微结构和热稳定性的差异;当两相材料发生相互作用时,含量多的组分性质会起主导作用。因此,可以利用材料结构和性能的差异制备成各种用途的器件。例如热稳定好的用于制成骨修复支架,无定相态含量多的可以用于药物缓释载体。

3结论
天津津腾实验设备有限公司通过物理共混法制备了不同质量比例的蚕丝素蛋白/聚乳酸复合膜。
(1)随着复合膜中丝素蛋白含量逐渐增加,材料表面多孔连接处呈现有规则的圆形凸凹结构,且丝素含量越多,膜表面越光滑;
(2)复合膜内部分子间存在相互作用,形成氢键;
(3)随着丝素蛋白在复合膜中含量的增多,材料熔融温度和结晶度逐渐降低,刚性无定形相含量的增加促使其玻璃化转变温度提高。聚乳酸的加入有助于提高丝素复合材料的热稳定性。
本研究天津津腾实验设备有限公司在分子层面上初步论述了丝素蛋白与聚乳酸复合膜微结构和热稳定性能以及它们之间的关联性,更多内容有待后续进一步详细研究。这对于应用在组织工程、生物医药和半导体材料等领域的各种天然生物材料的制备具有重要的现实意义。