pva-co-pe纳米短纤维增强丝素蛋白材料的制备与性能研究

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1、学校代码：10255学号：2160619硕士学位论文PVA-co-PE纳米短纤维增强丝素蛋白材料的制备与性能研究SILKFIBROINMATERIALSREINFORCEDBYPVA-co-PENANOSHORTFIBERS学科专业：纺织工程作者姓名:陈振指导老师：阎克路教授、王栋教授答辩日期：2018年05月25日PVA-co-PE纳米短纤维增强的丝素蛋白材料的制备及性能研究东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的

2、作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日PVA-co-PE纳米短纤维增强的丝素蛋白材料的制备及性能研究东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密√。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日PV

3、A-co-PE纳米短纤维增强的丝素蛋白材料的制备及性能研究PVA-co-PE纳米短纤维增强丝素蛋白材料的制备与性能研究摘要丝素蛋白材料凭借其天然的亲肤力、可食用性、良好的生物相容性、生物可降解性和体内炎症反应较低等优良的特性，在化妆品领域、食品领域和生物医药领域均有着广泛的应用。丝素蛋白在应用于生物医药领域时，其力学性能往往不能满足组织工程支架材料的要求；而且，传统的丝素蛋白材料缺乏细胞所需要的微纳米级别的物理引导信号。因此，在丝素蛋白中引入微纳米级别的纤维来提高其力学性能和生物性能很有必要。PVA-co-PE纳米纤维在机械打碎之后，能够以单根短纤维的形式分散在水溶液中，这为丝素蛋白与PVA-

4、co-PE纳米短纤维的共混提供了理论基础。首先，本课题制备了PVA-co-PE纳米短纤维/丝素蛋白共混复合膜，借助SEM、Instron、ATR和XRD等测试手段对共混复合膜进行了表征，研究了加入不同含量的PVA-co-PE纳米短纤维对共混复合膜表面形貌、力学性能的影响，以及经过75%的乙醇处理后其空间结构的变化。实验结果显示，与纯的丝素蛋白膜相比，共混复合膜的上表面不再光滑，出现很多由于PVA-co-PE纳米短纤维包覆在丝素蛋白中而产生的凸起，而下表面与纯的丝素蛋白膜一样光滑。纯的丝素蛋白膜在干态下的断裂强度和断裂伸长分别为42.00±2.70MPa，IPVA-co-PE纳米短纤维增强的丝素

5、蛋白材料的制备及性能研究1.00±0.09%，湿态下的断裂强度和断裂伸长分别为2.75±0.39Mpa，36.85±9.09%。加入5%的PVA-co-PE纳米短纤维时，共混复合膜在干态和湿态下的力学性能有明显提升，其干态下的断裂强度和断裂伸长分别可达到59.20±1.60MPa，1.60±0.03%，湿态下的断裂强度和断裂伸长也分别可达到3.40±0.37Mpa，40.18±7.52%。经过75%乙醇处理后的纯丝素蛋白膜和共混复合膜的二级结构都发生了变化，处理后的共混复合膜的分子构象主要为β-折叠结构。然后，在上述二维复合材料的基础上，本课题制备了具有三维多孔结构的PVA-co-PE纳米短纤

6、维/丝素蛋白共混多孔支架材料。借助SEM、ATR和XRD等测试手段对共混多孔支架进行了表征，研究了加入不同含量的PVA-co-PE纳米短纤维对共混多孔支架表面形貌、吸水性能的影响，以及经过软冻处理后其空间结构的变化。实验结果表明，纯的丝素蛋白多孔支架孔径为50-200μm，孔壁表面光滑，加入PVA-co-PE纳米短纤维后，共混支架的孔径明显减小，为50-150μm，且孔壁表面可以看出纳米短纤维包覆在丝素蛋白中的痕迹，且纳米短纤维越多，痕迹越明显。加入PVA-co-PE纳米短纤维可以明显改善多孔支架材料的吸水性能，随着纳米短纤维含量的增多，共混多孔支架材料的吸水率不断提高，当含量为50%时，其吸

7、水率可达到31.29±0.62倍，而纯的丝素蛋白多孔支架的吸水率仅为12.27±0.57倍。对丝素蛋白冷冻体进行软冻处理可以改变丝素蛋白的二级结构，共混多孔支架材料中丝素蛋白的分子构象以β-折叠结构为主。IIPVA-co-PE纳米短纤维增强的丝素蛋白材料的制备及性能研究最后，本课题研究了温度和PVA-co-PE纳米短纤维对混合水凝胶凝胶时间的影响，借助SEM、ATR和XRD等测试手段表征了混合水凝