丝素蛋白/羧甲基壳聚糖复合材料原位加固老化丝绸的方法技术

本发明专利技术涉及一种老化丝绸的加固方法，具体公开了一种丝素蛋白/羧甲基壳聚糖复合材料原位加固老化丝绸的方法。该方法以丝素、羧甲基壳聚糖为原料，谷氨酰胺转氨酶为交联剂，甘油为增塑剂，采用原位交联法加固保护老化丝绸，提升其力学性能，赋予其抗菌性。丝素蛋白、羧甲基壳聚糖上的羟基、氨基与丝绸上的羟基和氨基形成氢键作用，丝素蛋白上的氨基、羧基与丝绸上的羧基、氨基发生酰胺化反应，从而形成交联网络结构。加固后丝绸的抗张强度和断裂伸长率都得到了显著提升。此外，本发明专利技术还为古丝绸的加固保护提供了一种新途径。加固保护提供了一种新途径。

【技术实现步骤摘要】
丝素蛋白/羧甲基壳聚糖复合材料原位加固老化丝绸的方法


[0001]本专利技术涉及一种老化丝绸的加固方法，具体涉及一种丝素蛋白/羧甲基壳聚糖复合材料加固老化丝绸的方法。

技术介绍

[0002]随着“十四五”规划中文物保护和科技创新规划的提出，文物有着越来越重要的科学价值、历史价值、文化价值。古丝绸作为重要的有机质文物之一，传承至今，蕴含了优秀且丰富的中国传统文化，有着越来越重要的社会价值。但古丝绸受到埋藏过程中湿度、温度、微生物，以及出土后受到紫外线的影响，出现了不同程度的降解，使其外观、结构受到了极大的影响，力学性能急剧下降，严重影响其保存和传承。所以古丝绸的保护和修复成为一个迫切的问题。近些年来，研究者们采用聚合物、蛋白等材料对其进行加固修复，但聚合物随着时间变化易变黄变硬，且不可祛除，易对丝绸造成不可逆转的损伤。
[0003]丝素(SF)由蚕丝脱胶制得，是蚕丝的主要成分，占蚕丝质量的70％
‑
80％，具有良好的生物相容性、生物降解性，在古丝绸修领域具有良好的应用价值。其最大的缺点在于脆性大，力学性能差，很大程度上限制了其应用。研究者常采用共混、接枝、交联等方法对丝素蛋白进行改性，改善其力学性能。
[0004]羧甲基壳聚糖(CMCS)是在壳聚糖的大分子链上引入
‑
CH2COOH改性而成，具有成膜、增稠、保湿、螯合等的特性。研究者以丝素、羧甲基壳聚糖为原料，戊二醛为交联剂，制备羧甲基壳聚糖
‑
丝素复合材料采用浸渍法加固老化丝绸，使老化丝绸的力学性能有明显提升，为具有一定的抗菌性，但醛类交联剂易被氧化成不饱和酸，使丝绸发黄。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种丝素蛋白/羧甲基壳聚糖复合材料加固老化丝绸的方法，以解决现有技术中聚合物随着时间变化易变黄变硬，丝素的力学性能差，丝绸不具有抗菌性的问题。
[0006]为解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种丝素蛋白/羧甲基壳聚糖复合材料原位加固老化丝绸的方法，包括以下具体步骤，以下均为质量份：
[0008]步骤一、制备SF溶液；
[0009]步骤二、将羧甲基壳聚糖CMCS与去离子水溶液混合得到CMCS溶液，然后将步骤一所得的丝素溶液SF与CMCS溶液混合搅拌15min；
[0010]步骤三、搅拌结束后加入0.09
‑
0.11份活度为5
‑
10KU的谷氨酰胺转氨酶，和0.2
‑
0.5mL甘油，均匀搅拌后将老化丝绸浸渍在体系中，35
‑
50℃下反应2
‑
5h；
[0011]步骤四、取出丝绸，清洗、晾干，得到加固后丝绸。
[0012]进一步地，步骤一具体为：
[0013]称取5
‑
6份蚕茧，于800mL pH值为9的Na2CO3‑
NaHCO3溶液中煮沸后再煮30min，重复
三次，得到除胶蚕茧；将除胶蚕茧与30mL 9.3M的LiBr溶液混合，60℃下反应4h，充分溶解后于室温下透析48h，得到SF溶液；将得到的SF溶液在60℃下浓缩4
‑
6h，得到质量分数为3
‑
6％的SF溶液。
[0014]进一步地，步骤二具体为：
[0015]称取0.24
‑
0.262份CMCS与23
‑
27mL去离子水溶液混合，在40℃下磁力搅拌40min，将步骤一所得的SF溶液与CMCS溶液混合后搅拌15min。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果为：
[0017]本专利技术以丝素、羧甲基壳聚糖为原料，谷氨酰胺转氨酶为交联剂，甘油为增塑剂，采用原位交联法加固老化丝绸，SF、CMCS上的氨基、羟基和羧基与丝绸上的氨基、羧基通过氢键作用和发生酰胺化反应形成交联网络结构，使丝绸的力学性能得到提升，并赋予其抗菌性；且加固后丝绸的颜色、柔软度未受到影响，将加固前后丝绸裁剪成5*60mm大小，采用伺服高低温控制拉力机对其进行拉伸测试，实验表明该方法加固后丝绸与未加固丝绸相比，抗张强度从1.38MPa提升到4.28MPa，断裂伸长率从4.68％提升到9.26％。
具体实施方式
[0018]下面通过实施例对本专利技术进行具体描述，只用于对本专利技术进行进一步说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制。
[0019]实施例1：
[0020]称取5.4份蚕茧，于800mL pH值为9的Na2CO3
‑
NaHCO3溶液中煮沸后煮30min，重复三次，得到除胶蚕茧；将除胶蚕茧与30mL 9.3M的LiBr溶液混合，60℃下反应4h，充分溶解后于室温下透析48h，得到丝素溶液(SF)；将得到的丝素溶液在60℃下浓缩5h，得到质量分数为4％的丝素溶液(SF)。
[0021]称取0.25份羧甲基壳聚糖与25mL去离子水混合，在40℃下磁力搅拌40min；将步骤一所得的丝素溶液与羧甲基壳聚糖溶液混合后搅拌15min，加入0.09份谷氨酰胺转氨酶(活度：5KU)和0.2mL甘油，搅拌均匀后将老化丝绸浸渍在体系中，40℃下反应3h；取出丝绸，清洗、晾干，得到加固后丝绸。
[0022]实施例2：
[0023]称取5.7份蚕茧，于800mL pH值为9的Na2CO3
‑
NaHCO3溶液中煮沸后煮30min，重复三次，得到除胶蚕茧；将除胶蚕茧与30mL 9.3M的LiBr溶液混合，60℃下反应4h，充分溶解后于室温下透析48h，得到丝素溶液(SF)；将得到的丝素溶液在60℃下浓缩4.5h，得到质量分数为4％的丝素溶液(SF)。
[0024]称取0.26份羧甲基壳聚糖与26mL去离子水溶液混合，在40℃下磁力搅拌40min；将步骤一所得的丝素溶液与羧甲基壳聚糖溶液混合后搅拌15min，加入0.1份谷氨酰胺转氨酶(活度：6KU)和0.2mL甘油，搅拌均匀后将老化丝绸浸渍在体系中，40℃下反应3h；取出丝绸，清洗、晾干，得到加固后丝绸。
[0025]实施例3：
[0026]称取5.4份蚕茧，于800mL pH值为9的Na2CO3
‑
NaHCO3溶液中煮沸后煮30min，重复三次，得到除胶蚕茧；将除胶蚕茧与30mL 9.3M的LiBr溶液混合，60℃下反应4h，充分溶解后于室温下透析48h，得到丝素溶液(SF)；将得到的丝素溶液在60℃下浓缩5.2h，得到质量分
数为4％的丝素溶液(SF)。
[0027]称取0.25份羧甲基壳聚糖与26mL去离子水混合，在40℃下磁力搅拌40min；将步骤一所得的丝素溶液与羧甲基壳聚糖溶液混合后搅拌15min，加入0.09份谷氨酰胺转氨酶(活度：7KU)和0.2mL甘油，搅拌均匀后将老化丝绸浸渍在体系中，40℃下反应3h；取出丝绸，清洗、晾干，得到加固后丝绸。
[0028]实施例4：
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种丝素蛋白/羧甲基壳聚糖复合材料原位加固老化丝绸的方法，其特征在于：包括以下具体步骤，以下均为质量份：步骤一、制备SF溶液；步骤二、将羧甲基壳聚糖CMCS与去离子水溶液混合得到CMCS溶液，然后将步骤一所得的丝素溶液SF与CMCS溶液混合搅拌15min；步骤三、搅拌结束后加入0.09
‑
0.11份活度为5
‑
10KU的谷氨酰胺转氨酶，和0.2
‑
0.5mL甘油，均匀搅拌后将老化丝绸浸渍在体系中，35
‑
50℃下反应2
‑
5h；步骤四、取出丝绸，清洗、晾干，得到加固后丝绸。2.根据权利要求1所述的一种丝素蛋白/羧甲基壳聚糖复合材料原位加固老化丝绸的方法，其特征在于：步骤一具体为：称取5<...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕斌，薛璐瑶，高党鸽，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：