一种丝胶复合膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种丝胶复合膜，该复合膜由丝胶、聚乙烯醇或丝胶、聚乙烯醇、聚乙二醇组成，还公开了通过风干成膜法制备丝胶复合膜，可使丝胶均匀分布，成膜效果好，制备简单，制作周期短，易成型，绿色环保。本发明专利技术提供的丝胶复合膜具有优异的力学物理性能和持水性能，可用于人体仿生材料。

【技术实现步骤摘要】
一种丝胶复合膜及其制备方法
本专利技术属于膜材料领域，具体涉及一种丝胶复合膜及其制备方法。
技术介绍
蚕丝由内层的丝素纤维和外层的丝胶蛋白质两部分组成，丝素纤维的外围包裹着丝胶蛋白质，并借助丝胶蛋白质的胶粘作用合成茧丝。丝胶在茧丝中主要起粘合作用，质量占蚕丝的25％左右，主要由丝氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸等18种氨基酸组成。在缫丝行业中，丝胶主要是作为废料经制丝、精炼后溶解于污水中被废弃，不仅浪费了宝贵的天然蛋白质资源，而且对环境造成了污染。目前，人们对丝胶应用的研究，主要作为化妆品、食品添加剂以及纤维改性材料；也有人开始研究将丝胶作为添加剂，对高分子材料进行改性。由于丝胶直接成膜时易溶于水，极易变质，力学性能很差，尚无实用价值。聚乙烯醇无毒、无刺激性、生物相容性好、可降解，并具有良好的成膜性和抗拉强度，耐磨、耐冲击、绝缘性。其形成的水凝胶由于具有含水量高、强度好、毒性低及易加工等优点，在农业、工业、医药卫生等领域应用广泛。另外，聚乙烯醇/丝素复合水凝胶膜和聚乙烯醇-丝素共混纤维都证明聚乙烯醇与丝素具有良好结合性。但是，将丝胶作为增强相添加到聚乙烯醇中，引入丝胶蛋白质分子的极性亲水基团如-OH、-COOH、-NH2，来提高复合水凝胶力学性能的文献报道很少。目前，丝胶复合膜多采用静电纺丝和反复冷冻-解冻法制备，设备耗能大，制作周期长，易溶于水，生物可降解性差，力学性能差，因此，采用风干成膜法制备出可用于人体仿生材料的力学性能良好的膜材料。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种具有弹性高、透明性好、易成型、无毒副作用的丝胶复合膜，可有效提高现有丝胶复合膜的力学物理性能和持水性能。具体技术方案如下：一种丝胶复合膜，该复合膜由按质量分数配比的丝胶、聚乙烯醇或丝胶、聚乙烯醇、聚乙二醇组成。一种丝胶复合膜的制备方法，包括以下步骤：(一)称取聚乙烯醇，以去离子水为溶剂，配制成聚乙烯醇溶液，室温溶胀30min，然后放置在恒温水浴设备中，在85～95℃水浴中加热4h，冷却至室温；(二)向步骤(一)得到的聚乙烯醇溶液中加入一定量的丝胶，然后放置在恒温水浴设备中，在50～60℃水浴中加热2h，冷却至室温，形成聚乙烯醇/丝胶溶液，倒入玻璃器皿中，风干48h成膜。优选的，一种丝胶复合膜的制备方法，所述的聚乙烯醇/丝胶溶液中的各成分的质量百分比分别为聚乙烯醇7％～8％，丝胶2％～7％，水86％～90％。一种丝胶复合膜的制备方法，包括以下步骤：(一)称取聚乙烯醇和聚乙二醇，以去离子水为溶剂，配制成聚乙烯醇/聚乙二醇溶液，室温溶胀30min，然后放置在恒温水浴设备中，在85～95℃水浴中加热4h，冷却至室温；(二)向步骤(一)得到的聚乙烯醇/聚乙二醇溶液中加入一定量的丝胶，然后放置在恒温水浴设备中，在50～60℃水浴中加热2h，冷却至室温，形成聚乙烯醇/聚乙二醇丝胶溶液，倒入玻璃器皿中，风干48h成膜。优选的，一种丝胶复合膜的制备方法，所述的聚乙烯醇/聚乙二醇丝胶溶液中的各成分的质量百分比分别为聚乙烯醇1％～5％，聚乙二醇1％～2％，丝胶1％～2％，水92％～97％。本专利技术提供的丝胶复合膜中，聚乙烯醇和聚乙二醇上的OH基和存在丝胶主链上的-C＝O基和-NH基之间，通过氢键形成分子链束(高分子复合物)，改善聚乙烯醇的结晶状态，有效提高丝胶复合膜成膜的力学物理性能和持水性能。本专利技术提供的一种丝胶复合膜及其制备方法，与现有技术相比具有以下有益效果：1、本专利技术提供的丝胶复合膜，利用丝胶的生物相容性、抗氧化性以及促进细胞粘附与增值的作用，再结合力学物理性能的聚乙烯醇，避免单独使用丝胶带来的力学强度的不足，可用于人体仿生材料；2、本专利技术提供的丝胶复合膜具有良好的共混性、结构稳定性和热性能；3、本专利技术提供的丝胶复合膜及其制备方法简单，制备过程中不使用任何交联剂，制备环境为水溶液，绿色环保，制备完成后不使用任何后处理工艺，节约制备成本。附图说明图1中a和b分别为实施例1所得聚乙烯醇/丝胶复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、丝胶复合膜的质量百分比分别为8％、2％。图2中a和b分别为实施例2所得聚乙烯醇/丝胶复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、丝胶复合膜的质量百分比分别为8％、3％。图3中a和b分别为实施例3所得聚乙烯醇/丝胶复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、丝胶复合膜的质量百分比分别为8％、5％。图4中a、b、c分别为实施例4所得聚乙烯醇/丝胶复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、丝胶复合膜的质量百分比分别为7％、7％。图5中a和b分别为实施例5所得聚乙烯醇/聚乙二醇/丝胶复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、聚乙二醇、丝胶的质量百分比分别为1％、2％、2％。图6中a和b分别为实施例6所得聚乙烯醇/聚乙二醇/丝胶复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、聚乙二醇、丝胶的质量百分比分别为5％、1％、2％。图7中a和b分别为实施例7所得聚乙烯醇/聚乙二醇/丝胶复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、聚乙二醇、丝胶的质量百分比分别为5％、1％、1％。图8中a和b分别为实施例8所得聚乙烯醇/聚乙二醇/丝胶复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、聚乙二醇、丝胶的质量百分比分别为5％、2％、1％。图9中a和b分别为实施例9所得聚乙烯醇/聚乙二醇/丝胶复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、聚乙二醇、丝胶的质量百分比分别为1％、1％、1％。图10中a和b分别为对比例1所得聚乙二醇膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙二醇的质量百分比为1％。图11中a和b分别为对比例2所得聚乙二醇膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙二醇的质量百分比为3％。图12中a和b分别为对比例3所得聚乙二醇膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙二醇的质量百分比为5％。图13中a和b分别为对比例4所得聚乙二醇膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙二醇的质量百分比为7％。图14为对比例5所得聚乙二醇/丝胶复合膜的实物图，其中，聚乙二醇、丝胶的质量百分比分别为3％、1％。图15为对比例6所得聚乙二醇/丝胶复合膜的实物图，其中，聚乙二醇、丝胶的质量百分比分别为3％、3％。图16为对比例7所得聚乙二醇/丝胶复合膜的实物图，其中，聚乙二醇、丝胶的质量百分比分别为3％、9％。图17中a和b分别为对比例8所得聚乙烯醇膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇的质量百分比为3％。图18中a和b分别为对比例9所得聚乙烯醇膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇的质量百分比为5％。图19中a和b分别为对比例10所得聚乙烯醇膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇的质量百分比为7％。图20中a和b分别为对比例11所得聚乙烯醇膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇的质量百分比为9％。图21中a和b分别为对比例12所得聚乙烯醇/聚乙二醇复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、聚乙二醇的质量百分比分别为0.66％、2％。图22中a和b分别为对比例13所得聚乙烯醇/聚乙二醇复合膜的实物图和扫描电子显微镜图，其中，聚乙烯醇、聚乙二醇的质量百分比分别为2％、2％。图23本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丝胶复合膜，其特征在于，该复合膜由丝胶、聚乙烯醇或丝胶、聚乙烯醇、聚乙二醇组成。

【技术特征摘要】
1.一种丝胶复合膜，其特征在于，该复合膜由丝胶、聚乙烯醇或丝胶、聚乙烯醇、聚乙二醇组成。2.一种根据权利要求1所述的丝胶复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（一）称取聚乙烯醇，以去离子水为溶剂，配制成聚乙烯醇溶液，室温溶胀30min，然后放置在恒温水浴设备中，在85~95℃水浴中加热4h，冷却至室温；（二）向步骤（一）得到的聚乙烯醇溶液中加入丝胶，然后放置在恒温水浴设备中，在50~60℃水浴中加热2h，冷却至室温，形成聚乙烯醇/丝胶溶液，倒入玻璃器皿中，风干48h成膜。3.根据权利要求2所述的一种丝胶复合膜的制备方法，其特征在于，所述的步骤（二）中聚乙烯醇/丝胶溶液中的各成分的质量百分比分别为聚乙烯醇7%~8%，丝胶2%~7%，水86%...

【专利技术属性】
技术研发人员：张显华，普丹丹，齐瑞岭，冯向伟，赵俊俊，阮超，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：发明
国别省市：河南,41