蚕丝/聚乙烯醇共混膜的制备及性能研究

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本文将丝素、丝胶和聚乙烯醇共混成膜,综合三者优点,从而达到单纯材料生理功能的协同增效和力学性能的改善。本研究从环保及资源合理利用及三者的相容性问题出发,对不同共混比例下共混体系的相容性进行了研究和比较,并对其结构和性能进行了表征,制备出生物相容性好,无毒、无污染,具有一定透水透气性、柔软性和机械性能的材料,满足了创面保护的基本要求,为拓展蚕丝蛋白材料在人体创面保护材料中的应用做了一些基础性研究和探讨。  本课题的主要工作内容及结论如下:  (1)不同共混比例下PVA/蚕丝共混体系的相容性研究。本文以蒸馏水为溶剂溶解聚合度为1750的PVA,以60%的NaSCN溶液为溶剂溶解蚕丝,通过脱泡、透析、提纯和浓缩,得到所需浓度的蚕丝溶液,改变两者比例制备共混膜,分析两者的相容性,并采用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱和热分析等方法对共混膜的结构进行表征。结果表明:当PVA含量较低时,丝胶、PVA以球粒状分散在丝素连续相中;将PVA含量增加至50%时,丝素以鱼鳞片状分散在PVA形成的网状结构中;继续增加PVA浓度,共混体系宏观上出现了明显的分层。  (2)通过单因素实验分别研究蚕丝溶液浓度、PVA溶液浓度、水浴温度以及甘油添加量对共混膜的断裂强力、断裂伸长率、吸水率、溶失率、透水性和透气性等基本性能的影响,并作了相关的分析和可能的解释。  (3)通过正交试验确定最佳工艺条件:丝蛋白溶液浓度为4.5%,聚乙烯醇溶液的浓度为7%,甘油添加量为1.125ml,共混温度为30℃。通过实验验证得到最优工艺下各项性能参数:断裂强力为63N,断裂伸长率为118%,吸水率为171%,溶失率为29.45%,透水性为6861g/m2h,透气性为60g/m2h,综合性能最佳,满足了创面保护材料的基本要求。  (4)用乙醇对最优组膜进行化学后处理,并对处理前后共混膜进行表面形态分析、X衍射分析、热重分析和红外分析,研究其内部结构变化。结果表明,经乙醇处理后,共混体系分子间作用力增强,分子排列更加紧密,结晶度提高,结构更加规整,热稳定性提高。
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