【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合材料，具体涉及一种硫辛酸基生物可降解复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、塑料因其质量轻、强度高、化学性能稳定及廉价等优点而在许多领域广泛发展，但是用过的塑料丢弃会污染环境，深埋会侵占土地，烧毁则会污染空气，致使在空气中形成酸雨等污染物，对我们的生活造成危害。尚没有妥善的处理方法，研究人员希望通过研究获得可降解高分子材料，以此来代替非降解塑料。可降解材料的研究适应我国可持续发展战略，可以通过化学、生物的方法合成出光/生物可降解材料。可降解材料可以通过太阳光辐射或土壤中微生物使其能分解成为低分子物，除具有可降解性外，还应有易于加工及满足使用要求的性能。
2、硫辛酸(5-(1,2-二硫代聚糖-3-基)戊酸)是一种天然存在的二硫代杂环化合物，生物性质良好，广泛分布于所有细胞的细胞膜、细胞质和细胞外空间中，结构中存在共价二硫键和非共价氢键，为构建新型生物材料提供了无限的可能性，在药物输送载体、自修复材料、生物检测、传感平台、可穿戴和柔性压力传感器等领域有应用潜力。硫辛酸可以快速有效地进行降解和回收利用，高浓度下可以快速自聚合，其聚合物材料是一种极具潜力的高性能和可降解生物材料。与其他键相比，二硫键兼具硬度和动态特性。硬度源于共价二硫键的高解离能，与非共价键相比，二硫化物具有卓越的机械强度、修复效率和透明度。但由于分子链间缺乏足够的相互作用力，硫辛酸聚合物材料自身的力学强度较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对上述技术问题，提供一种硫辛酸基生物可降解复
2、本专利技术技术方案中的硫辛酸基生物可降解复合材料，包括以下质量份数的组分：10～40份角蛋白和80～120份硫辛酸聚合物。
3、角蛋白由多肽链组成，结构中富含大量的极性基团与双硫键，刚性较强，通过氢键、离子键、二硫键和疏水相互作用进行化学稳定，可以支持细胞的粘附和增殖。角蛋白的生物降解性、促进细胞粘附和生长的能力、水稳定性和类似于细胞外基质中天然存在的蛋白质的高度交联结构，使角蛋白成为组织工程和再生医学中理想的支架材料。硫辛酸与角蛋白同时具有动态可逆的双硫键，结合大分子角蛋白的高强度和硫辛酸的高粘弹性，得到力学性能强且生物相容性优异，具有全降解特性的硫辛酸基生物可降解复合材料。
4、进一步地，硫辛酸聚合物是在硫辛酸在与角蛋白共混后挤出造粒的过程中自聚合得到。
5、本专利技术中的硫辛酸不做限定，可以列举为α-硫辛酸、α-硫辛酰胺、dl-硫辛酰胺、硫辛酸别黄木素酯、硫辛酸-4-羟基苄醇酯和硫辛酸香豆素衍生物中的一种或多种。
6、进一步地，角蛋白的制备方法包括以下步骤：
7、(1)将角蛋白前驱体搅拌粉碎后，先洗去表面杂质及油脂，再除去角蛋白前驱体中的油脂得到脱脂角蛋白前驱体；
8、(2)将脱脂角蛋白前驱体浸入到含有碱性化合物、还原剂和表面活性剂的混合溶液中加热搅拌，用水稀释后过滤，再进行透析、干燥。
9、含有碱性化合物和表面活性剂存在的情况下，角蛋白前驱体中的二硫键可以实现不同程度的解离，碱性化合物中的氢氧根离子会破坏脱脂角蛋白前驱体中的二亚硫酸键，并形成脱氢丙氨酸，反应形成的脱氢丙氨酸非常活泼，通过与半胱氨酸和赖氨酸交联形成兰硫氨酸和赖氨酸，反应过程如下：
10、
11、优选地，角蛋白前驱体为可以提取到角蛋白的生物源，列举为头发、羊毛、羽毛、上皮、角、爪子、蹄子、喙、指甲中的一种或多种。
12、进一步地，步骤(1)中搅拌粉碎时搅拌速度为5000～8000r/min，搅拌时间为5～10min。
13、优选地，步骤(1)中洗去表面杂质及油脂是将粉碎的角蛋白前驱体浸入水中，再加入水质量1/150～1/100的表面活性剂，搅拌清洗3～5次。
14、进一步地，步骤(1)中洗去油脂是将角蛋白前驱体置于索氏提取器中在70～80℃下持续搅拌40～60h。优选地，溶剂为丙酮、氯仿、甲醇中的一种或多种。
15、进一步地，步骤(2)中碱性化合物为尿素、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙中的一种或多种。
16、进一步地，步骤(2)中还原剂为巯基乙醇、巯基乙酸钠、巯基乙酸钾、巯基乙醇、亚硫酸钠、亚硫酸钾、焦亚硫酸钠中的一种或多种。
17、进一步地，步骤(2)混合溶液中碱性化合物、还原剂和表面活性剂的浓度分别为0.8～1.2mol/l、10.0～12.0mol/l和0.2～0.5mol/l。优选地，混合溶液的溶剂为水。
18、进一步地，步骤(2)加热搅拌的温度为50～120℃，时间为10～15h。
19、进一步地，步骤(2)干燥温度为60～80℃，时间为8～10h。
20、进一步地，步骤(2)中表面活性剂为结构中含有磺酸根的两性离子化合物，列举为对苯乙烯磺酸钠(nass)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(spma)、3-(4-乙烯基吡啶-1-基)丙烷-1-磺酸盐(vpps)、3-(二甲基(4-乙烯基苄基)氨基)丙烷-1-磺酸盐(svba)、2-(1-(4-乙烯基苄基)-咪唑-3-3-基)乙烷-1-磺酸盐(vbips)、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱(sbma)、2-(1-(4-乙烯基苄基)-吡啶-1-4-基)乙烷-1-磺酸盐(svbp)中的一种或多种。
21、表面活性剂中含有磺酸根，与角蛋白前驱体有较好的相容性，可以协助还原剂快速打开角蛋白前驱体的化学键，有利于高效提取角蛋白；同时有助于角蛋白在硫辛酸聚合物中的分散，可以提高复合材料的力学强度。
22、本专利技术还提供上述硫辛酸基生物可降解复合材料的制备方法，包括将角蛋白与硫辛酸共混均匀后挤出造粒。
23、进一步地，挤出造粒时双螺杆挤出机的温度为80～120℃。
24、相比现有技术，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：
25、(1)本专利技术通过使用具有较强刚性、且分子量可以灵活调控的角蛋白，用于增强自身力学强度较低、韧性较好的硫辛酸材料，得到具有良好力学性能的硫辛酸基生物可降解复合材料；
26、(2)角蛋白结构中富含大量的极性基团与双硫键，刚性较强，与硫辛酸复合后，可以提高生物可降解复合材料的力学强度；
27、(3)角蛋白支持生物细胞的粘附和增殖，与硫辛酸都含有动态可逆的双硫键，两者之间有良好的相容性，能较好地实现与硫辛酸的复合；
28、(4)角蛋白和硫辛酸都来源于生物体中，具有优异的生物相容性，所得硫辛酸基生物可降解复合材料具有优异的生物相容性以及促进细胞增殖分化的功能，可以实现完全降解和回收利用，是一种环境友好材料；
29、(5)角蛋白提取时使用结构中含有磺酸根的表面活性剂，与角蛋白前驱体有较好的相容性，可以协助还原剂快速打开角蛋白前驱体的化学键，有利于高效提取角蛋白；同时有助于角蛋白在硫辛酸聚合物中的分散，可以提高复合材料的力学本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：10～40份角蛋白和80～120份硫辛酸聚合体。
2.根据权利要求1所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，所述角蛋白增强硫辛酸复合材料由角蛋白和硫辛酸共混后挤出造粒得到。
3.根据权利要求1所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，角蛋白的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，步骤(1)中搅拌粉碎时搅拌速度为5000～8000r/min，搅拌时间为5～10min。
5.根据权利要求3所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，步骤(2)中碱性化合物为尿素、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙中的一种或多种。
6.根据权利要求3所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，步骤(2)中还原剂为巯基乙醇、巯基乙酸钠、巯基乙酸钾、巯基乙醇、亚硫酸钠、亚硫酸钾、焦亚硫酸钠中的一种或多种。
7.根据权利要求3所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，步骤(2)中表面活性剂为结构中
8.根据权利要求3所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，步骤(2)混合溶液中碱性化合物、还原剂和表面活性剂的浓度分别为0.8～1.2mol/L、10.0～12.0mol/L和0.1～0.3mol/L。
9.根据权利要求3所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，步骤(2)加热搅拌的温度为80～120℃，时间为10～15h。
10.一种如权利要求1所述的硫辛酸基生物可降解复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将角蛋白与硫辛酸共混均匀后挤出造粒。
...【技术特征摘要】
1.一种硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，包括以下质量份数的组分：10～40份角蛋白和80～120份硫辛酸聚合体。
2.根据权利要求1所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，所述角蛋白增强硫辛酸复合材料由角蛋白和硫辛酸共混后挤出造粒得到。
3.根据权利要求1所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，角蛋白的制备方法包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，步骤(1)中搅拌粉碎时搅拌速度为5000～8000r/min，搅拌时间为5～10min。
5.根据权利要求3所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，其特征在于，步骤(2)中碱性化合物为尿素、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化钙中的一种或多种。
6.根据权利要求3所述的硫辛酸基生物可降解复合材料，...
【专利技术属性】
技术研发人员：应建波，项赛飞，王晓宇，贺锡挺，杨晋涛，戴清文，
申请(专利权)人：宁波聚泰新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。