新型絲素復(fù)合膜的微結(jié)構(gòu)表征
導(dǎo)讀:基于絲素的高分子復(fù)合材料可以廣泛地應(yīng)用于組織工程、生物醫(yī)藥和半導(dǎo)體材料等領(lǐng)域。本研究天津津騰實驗設(shè)備有限公司通過物理-共混技術(shù)制備了一種新型生物高分子絲素/聚乳酸復(fù)合
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發(fā)布日期：2019-11-26 11:06【大 中 小】
本文天津津騰實驗設(shè)備將絲素蛋白與聚乳酸物理-共混得到不同比例的復(fù)合多孔膜材料。借助掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、拉曼光譜(Raman)和X射線衍射(XRD)，以及差示掃描量熱（DSC、SSDSC）技術(shù)觀察材料的表面形貌和微結(jié)構(gòu)，測試其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、比熱和熱焓等熱力學(xué)參數(shù)，探討兩相間的相互作用機理和熱穩(wěn)定性。本研究的體系天津津騰實驗設(shè)備有限公司發(fā)現(xiàn)可應(yīng)用于織物改性添加劑、骨修復(fù)支架材料、人造骨折內(nèi)固定材料、藥物緩釋載體、抗血凝性材料、固定化酶載體材料、美容產(chǎn)品助劑等，同時，也為絲素蛋白及其復(fù)合材料的制備與性質(zhì)研究提供有益的信息，對促進綠色天然可降解材料的實際利用，具有重要的理論指導(dǎo)與實踐意義。
1桑蠶絲素蛋白/聚乳酸復(fù)合膜的制備
稱取一定等質(zhì)量的脫膠中國桑蠶家蠶絲（ChinaBombyxmori，MSF，丹東七月貿(mào)易有限公司）和聚乳酸（左旋，PLLA，深圳易生新材料有限公司）以0:5；1:5；5:5；5:1；5:0質(zhì)量比分別溶解到4.00wt%的氯化鈣-甲酸溶液和二氯甲烷溶液中，配制成8.00wt%的絲素蛋白溶液和3.00wt%的聚乳酸二氯甲烷溶液。將上述兩種溶液共混后，澆鑄在聚四氟乙烯長方形模具中，真空干燥48小時，獲得絲素蛋白/聚乳酸復(fù)合膜（MSF/PLA）。本文天津津騰實驗設(shè)備有限公司將著重于結(jié)構(gòu)表征，力學(xué)與降解性能測試將在后續(xù)文中詳細描述和分析。本文分別用MSF/PLA-0:5，MSF/PLA-1:5，MSF/PLA-5:5，MSF/PLA-5:1和MSF/PLA-5:0表示比例為0:5，1:5，5:5，5:1，5:0的絲素蛋白/聚乳酸復(fù)合膜。
2熱穩(wěn)定性分析
綜上所述，當絲素蛋白與左旋聚乳酸共混，聚乳酸鏈段上的碳氧雙鍵與絲素上酰胺基團相互作用，形成了新的氫鍵，分子間也存在有疏水和靜電作用。同時，材料的二級結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生了改變。隨著絲素蛋白含量的增加，材料表面逐步變得光滑，復(fù)合材料中β-折疊和剛性無定形相含量增加，材料結(jié)構(gòu)的改變會影響其物性，因此，復(fù)合材料的玻璃化溫度也隨之提高。但由于絲素蛋白含水量高，易分解，所以復(fù)合材料的穩(wěn)定性并未提高。有趣的是，隨著半結(jié)晶左旋聚乳酸含量的增加，復(fù)合材料的結(jié)晶度增加，其熔點也隨之提高，從而使得材料的熱穩(wěn)定性提高。另外，絲素/聚乳酸復(fù)合膜的多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)也使得復(fù)合材料比光滑的純絲素更具穩(wěn)定性。由此可見，絲素與聚乳酸的不同共混比例，會導(dǎo)致復(fù)合膜材料的表觀形態(tài)、微結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性的差異；當兩相材料發(fā)生相互作用時，含量多的組分性質(zhì)會起主導(dǎo)作用。因此，可以利用材料結(jié)構(gòu)和性能的差異制備成各種用途的器件。例如熱穩(wěn)定好的用于制成骨修復(fù)支架，無定相態(tài)含量多的可以用于藥物緩釋載體。
3結(jié)論
天津津騰實驗設(shè)備有限公司通過物理共混法制備了不同質(zhì)量比例的蠶絲素蛋白/聚乳酸復(fù)合膜。
（1）隨著復(fù)合膜中絲素蛋白含量逐漸增加，材料表面多孔連接處呈現(xiàn)有規(guī)則的圓形凸凹結(jié)構(gòu)，且絲素含量越多，膜表面越光滑；
（2）復(fù)合膜內(nèi)部分子間存在相互作用，形成氫鍵；
（3）隨著絲素蛋白在復(fù)合膜中含量的增多，材料熔融溫度和結(jié)晶度逐漸降低，剛性無定形相含量的增加促使其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度提高。聚乳酸的加入有助于提高絲素復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。
本研究天津津騰實驗設(shè)備有限公司在分子層面上初步論述了絲素蛋白與聚乳酸復(fù)合膜微結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性能以及它們之間的關(guān)聯(lián)性，更多內(nèi)容有待后續(xù)進一步詳細研究。這對于應(yīng)用在組織工程、生物醫(yī)藥和半導(dǎo)體材料等領(lǐng)域的各種天然生物材料的制備具有重要的現(xiàn)實意義。
