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柞蚕丝素/CMCS共混膜、柞蚕丝素/HAP复合膜的制备与研究

作　者: 蒲丛丛
导　师: 崔世忠；何建新
学　校: 中原工学院
专　业: 纺织材料与纺织品设计
关键词: TSF/CMCS共混膜 TSF/HAP复合膜制备性能测试结构分析
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前桑蚕丝素蛋白用作多种形式生物材料已有很多报道,并且成果显著。研究证明柞蚕丝素与桑蚕丝素相比在分子形态和结晶结构上没有太大区别,此外柞蚕丝素的氨基酸构成中含有RGD三肽序列,可以增强细胞的活性,在生物材料方面具有一定优势。本文以LiSCN为溶剂溶解柞蚕丝,透析后得到柞蚕丝素溶液,分别采用简单共混在40℃下制得柞蚕丝素(TSF)/羧甲基壳聚糖(CMCS)共混膜和共沉淀法在室温20℃下制得柞蚕丝素(TSF)/羟基磷灰石(HAP)复合膜,分别适用于组织工程支架培养皮肤上皮细胞和骨细胞的膜材料。本课题对制得的两种TSF共混膜的基本应用性能进行了测试,并对其内部结构进行分析。通过衍射、红外光谱、扫描电镜、热分析等的测试结果表明,40℃下形成的TSF/CMCS共混膜中丝素分子的内部构象以β-折叠为主。少量的CMCS可以与丝素分子形成氢键进而诱导共混膜的结晶,在95/5时结晶度最大。当CMCS的比例增加到15%时,CMCS开始过量,共混膜的结晶度显著下降。在共混比例达到45/55时,TSF与CMCS出现分相现象。共混膜的含水率、透湿性、溶失率和力学性能方面的测试结果表现出与内部结构变化规律的一致性。对TSF/HAP复合膜的研究结果表明,20℃下形成的TSF/HAP复合膜中丝素分子的内部构象以α-螺旋为主。研究表明当HAP的加入量少于12%时,复合膜中的HAP并没有出现团聚现象。当HAP的含量达到12%时,HAP出现了明显的团聚现象,复合膜的结晶度显著下降,含水率下降,透湿性下降,强力下降。另外,本文对TSF/HAP复合膜进行了乙醇化处理,结果表明随着乙醇处理时间的延长复合膜的含水率下降、透湿性下降,β-折叠含量增加,热稳定性增加。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1. 概述  10-21
  1.1 丝素的组成和性能  10-14
    1.1.1 蚕丝的种类和结构特点  10-11
    1.1.2 丝素的化学组成  11-12
    1.1.3 丝素的结构  12-13
    1.1.4 柞蚕丝素(TSF)的性能  13-14
  1.2 丝素蛋白的应用  14-16
    1.2.1 在纺织领域的应用  14
    1.2.2 在化妆品领域的应用  14-15
    1.2.3 在生物医用材料的应用  15-16
    1.2.4 在食品添加剂中的应用  16
  1.3 羧甲基壳聚糖(CMCS)的结构和性能  16-17
    1.3.1 CMCS 的结构  16
    1.3.2 CMCS 的基本性能指标  16
    1.3.3 CMCS 的主要性能  16-17
    1.3.4 CMCS 的应用  17
  1.4 羟基磷灰石(HAP)的结构和性能  17-18
    1.4.1 HAP 的结构  17-18
    1.4.2 HAP 的性能  18
  1.5 丝素膜的应用及研究进展  18-20
    1.5.1 丝素膜的应用  18-19
    1.5.2 丝素膜的研究进展  19-20
  1.6 本课题的研究目的、内容与创新点  20-21
    1.6.1 研究目的  20
    1.6.2 研究内容  20
    1.6.3 主要创新点  20-21
2. TSF/CMCS 共混膜的制备和性能分析  21-27
  2.1 引言  21
  2.2 实验部分  21-23
    2.2.1 实验材料与仪器  21
    2.2.2 柞蚕丝素溶液的制备  21-22
    2.2.3 CMCS 溶液的制备  22
    2.2.4 TSF/CMCS 共混膜的制备  22
    2.2.5 TSF/CMCS 共混膜的基本性能测试  22-23
  2.3 结果与分析  23-26
    2.3.1 含水率  23-24
    2.3.2 透湿性  24-25
    2.3.3 热水溶失率  25
    2.3.4 力学性能测试  25-26
  2.4 本章小结  26-27
3. TSF/CMCS 共混膜的结构分析  27-37
  3.1 引言  27
  3.2 实验部分  27-28
    3.2.1 实验材料  27
    3.2.2 X 衍射  27
    3.2.3 红外光谱  27
    3.2.4 DSC 热分析  27
    3.2.5 扫描电子显微镜  27-28
  3.3 结果与分析  28-35
    3.3.1 复合膜的微观形貌  28-29
    3.3.2 X 衍射分析  29-30
    3.3.3 DSC 热分析  30-32
    3.3.4 红外光谱分析  32-35
  3.4 本章小结  35-37
4. TSF/HAP 复合膜的制备与结构分析  37-44
  4.1 引言  37
  4.2 实验部分  37
    4.2.1 实验材料  37
    4.2.2 混合膜的制备  37
  4.3 结果与分析  37-43
    4.3.1 复合膜的形貌  37-39
    4.3.2 热重(TG)分析  39-42
    4.3.3 X 衍射分析  42-43
  4.4 本章小结  43-44
5. TSF/HAP 复合膜的基本性能分析  44-48
  5.1 引言  44
  5.2 实验部分  44
    5.2.1 实验材料与仪器  44
  5.3 结果与分析  44-47
    5.3.1 含水率  44-45
    5.3.2 透湿性  45
    5.3.3 热水溶失率  45-46
    5.3.4 力学性能  46-47
  5.4 本章小结  47-48
6. 乙醇处理后TSF/HAP 复合膜的性能和结构分析  48-53
  6.1 引言  48
  6.2 实验部分  48
    6.2.1 实验材料  48
    6.2.2 实验方法  48
  6.3 结果与分析  48-52
    6.3.1 热水溶失率  48
    6.3.2 透湿性  48-49
    6.3.3 衍射分析  49
    6.3.4 红外光谱分析  49-51
    6.3.5 差热(DSC)分析  51-52
  6.4 本章小结  52-53
7. 结论  53-54
参考文献  54-58
附录：在读硕士学位期间完成的论文、专利及项目  58-59
致谢  59-60

柞蚕丝素/CMCS共混膜、柞蚕丝素/HAP复合膜的制备与研究

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