[发明专利]一种丝蛋白/微生物基聚合物溶液的制备方法和其复合纳米纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种丝蛋白/微生物基聚合物溶液的制备方法和其复合纳米纤维的制备方法，选择甲酸和三氯甲烷为溶剂，用98％纯度的甲酸溶解丝蛋白，三氯甲烷溶解PHBV；通过调控丝蛋白溶液和PHBV溶液的质量分数，将丝蛋白溶液与PHBV溶液按照一定的溶质质量比进行混合，可得到稳定可纺的混合纺丝液；最后通过针式静电纺丝的方法制备出丝素/PHBV复合纳米纤维。本发明制备的丝素/PHBV复合纳米纤维，制备方法简单，纤维中同时含有丝蛋白和PHBV两种组分，纤维直径92.44nm～1273.15nm。

技术领域

本发明属于纳米纤维技术领域，具体涉及一种丝蛋白/微生物基聚合物溶液的制备方法和其复合纳米纤维的制备方法。

背景技术

在过去几十年里，随着纳米技术的出现与不断进步，纳米材料已经引起了极大的关注。其中，静电纺丝技术是一种通过电场力制备超细纳米纤维简单有效的常用方法，纤维直径一般在几十纳米到几微米之间。在静电纺丝过程中，纺丝针头处的射流在电场力作用下会快速向接收板移动，在此期间，纺丝液中的溶剂将会挥发，并最终在接收板上形成纤维。与传统纤维相比，静电纺纳米纤维具有超细、比表面积大、孔隙率高等特点，可被广泛应用在组织工程、防护服、过滤、电子器件等领域。值得注意的是，在未来生物医学领域，静电纺纳米材料将会发挥着举足轻重的作用。

养蚕缫丝在我国有着悠久的历史，由于蚕丝有着特殊的光泽和杰出的物理机械性能，从古至今，人们都特别喜欢蚕丝加工而成的服饰。在过去，蚕丝主要应用在服装产业领域。近些年来，以蚕丝为研究对象制备生物医用材料的研究越来越多。

有关丝蛋白复合纤维的研究，如：首先制备再生丝素蛋白膜，然后合成银纳米线，将制备的丝素蛋白膜溶解于银纳米线/酸性溶剂分散体系中，形成丝素蛋白/银纳米线/酸性溶剂纺丝液，最后制备出单纤维状的，并且具有高导电性和高柔韧性的银纳米线/丝素蛋白复合纤维，该方法在制备银纳米线的过程中需要使用保护剂、还原剂等，流程复杂不方便；又如：首先获取丝素蛋白及羟丙基甲基纤维素，将丝素蛋白及羟丙基甲基纤维素溶于甲酸后获得基础纺丝溶液，将基础纺丝溶液放置于磁力搅拌机内搅拌至均匀透明溶液，随后将纺丝溶液放置于恒定供液装置内，控制恒定供液装置的供液速度以在储液管的上表面形成自由液面，打开高压静电装置开始纺丝以获得纳米纤维，该方法采用的纺丝装置为气泡静电纺丝装置，包括储液管、通过输液管与储液管连接的恒定供液装置以及与储液池连接的高压静电装置，对纺丝装置有一定的要求。

此外，随着科学技术的不断发展，人们对环境保护更加重视，越来越提倡环境友好型材料的使用。PHA是由细菌等微生物合成的胞内聚酯，是细菌胞内的碳源和能源的储备物质。丝蛋白(SF)和聚羟基脂肪酸酯(PHA)具有独特的生物相容性和生物可降解性，近些年来已经受到了越来越多的关注。本发明所使用的微生物基聚合物材料为聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)，它是PHA众多种类中的一种，由3-羟基丁酸酯(PHB)和3-羟基戊酸酯(HV)共聚而成。目前，制备丝素/PHBV复合纳米纤维所用的纺丝液的现有制备方法为采用六氟异丙醇作为丝蛋白和PHBV的共同溶剂，但是六氟异丙醇具有急性毒性且价格昂贵，在使用过程中潜在的危害极大。

因此，针对上述存在的问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明目的是提供一种丝蛋白/微生物基聚合物溶液的制备方法和其复合纳米纤维的制备方法，解决上述问题。

本发明的技术方案是：

一种丝蛋白/微生物基聚合物溶液的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)制备丝蛋白溶液：将丝素膜剪碎，采用甲酸溶解所述丝素膜，获得丝蛋白溶液，放在冰箱中备用；

(2)制备PHBV溶液：采用三氯甲烷溶解PHBV，搅拌直至所述PHBV完全溶解，获得PHBV溶液；

(3)制备纺丝液：将所述丝蛋白溶液和所述PHBV溶液混合，获得纺丝液，即丝蛋白/微生物基聚合物溶液。