[发明专利]丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属高分子化学材料领域，具体涉及一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及其制备方

法。

背景技术

海藻酸钠骨架上分布有许多自由羟基和羧基钠基团，海藻酸钠的生物相容性、无毒、非免疫原性等性质，还具有良好的水溶性，降糖作用，抗凝血性，抗氧化，抗肿瘤作用，抗炎作用和促进细胞增殖等性能。丝素蛋白是天然的高分子蛋白质，具有较好的透水、透气性和生物相容性，活性丝素蛋白粉末、丝素蛋白溶液等可作为优良的生物材料。据文献报道的海藻酸钠纤维的研究颇多，但是单一的海藻酸钠纤维存在力学性能不足，生物相容性不强等缺点，加入适量的丝素蛋白后，通过将二者共混，由于海藻酸钠和丝素蛋白之间强烈的氢键作用，通过物理共混交联湿法纺丝等技术得到了一种生物相容性，力学性能，吸湿性能，热性能更好的复合纤维，在生物医学领域有了更广阔的应用前景。另外，文献中丝素蛋白的获得大多利用真空旋转蒸发来获取，但是由于蛋白质的特殊性质，高温下很容易析出，因此，该方法不宜采用，本发明采用特殊的方法，用聚乙二醇固体颗粒浓缩克服了这一缺点，低温浓缩较易得到理想浓度的丝素蛋白溶液。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提供一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维及其制备方法，制得的复合纤维具有良好的生物相容性、机械性能和吸湿性以及热性能，工艺简单。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维，它是由丝素蛋白与海藻酸钠采用湿法纺丝得到。

按上述方案，所述丝素蛋白与海藻酸钠的质量比为1:（1-2.5），优选1:（1-1.5），更优选为1:1.5。

按上述方案，所述湿法纺丝的具体工艺是：先将海藻酸钠溶液和丝素蛋白浓缩液混合，常温下交联反应（3-4）h，然后进行脱泡处理，得到纺丝原液，进而采用氯化钙水溶液和乙醇的混合溶液作为凝固浴进行纺丝。

按上述方案，所述丝素蛋白浓缩液的质量分数为5%-10%，海藻酸钠溶液的质量分数为1%-6%。

按上述方案，所述凝固浴采用氯化钙水溶液和乙醇的混合溶液，固化反应时间为60-90min。

按上述方案，所述氯化钙水溶液和乙醇的体积比为1:（1-1.5），氯化钙溶液的质量浓度为4%-6%。

按上述方案，所述丝素蛋白是将蚕茧脱胶烘干得到丝素蛋白纤维，再通过化学溶解、过滤、透析、浓缩得到的。

按上述方案，所述脱胶在质量分数5%的Na₂CO₃溶液中将蚕茧煮沸30min，重复一至三次，洗涤后烘干；所述化学溶解是将丝素蛋白纤维放入钙、乙醇、水按摩尔比为1:2:8组成的混合溶液中溶解。

按上述方案，所述浓缩是将透析后的丝素蛋白溶液仍然置于透析袋中，在透析袋的外侧倒入一定量的聚乙二醇固体颗粒来吸收丝素蛋白溶液中的水分，控制浓缩时间使丝素蛋白浓缩液得质量分数为5%-10%。在浓缩过程中可以观察到丝素蛋白液由澄清变为乳白色。通过取少许浓缩液，干燥得到固含量，来准确计算丝素蛋白浓缩液的浓度。

上述丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的制备方法，包括如下步骤：

（1）将蚕茧脱胶烘干得到丝素蛋白纤维，再通过化学溶解、过滤、透析、浓缩得到质量分数为5%-10%的丝素蛋白浓缩液；

（2）海藻酸钠加入适量的蒸馏水配置成质量分数为2%-6%的海藻酸钠溶液；

（3）将海藻酸钠溶液和丝素蛋白浓缩液按质量比为1:（1-2.5）混合，常温下交联反应（3-4）h，然后将交联产物通过离心来进行脱泡处理，得到纺丝原液；

（4）将步骤（3）的纺丝原液进行湿法纺丝操作，采用氯化钙水溶液和乙醇的混合溶液作为凝固浴，固化反应时间为60-90min，得到丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维。

本发明所述丝素蛋白/海藻酸钠复合纤维的拉伸强度为9.58/1.62（Dry/Wet），断裂伸长率为47.28/60.88（Dry/Wet），吸湿性能为154.17%。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明原料为丝素蛋白和海藻酸钠，采用天然高分子材料，环境友好，采用物理共混交联，不添加其他化学交联剂，制备出的纤维具有更好的生物相容性，工艺简单，成本低廉。

（2）本发明中对丝素蛋白液的进行了浓缩，采用聚乙二醇固体颗粒覆盖的方法，低温浓缩得到理想浓度的丝素蛋白液。