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丝素羧甲基纤维素膜力学性能研究

发布日期:2015-05-05 14:36:16
丝素羧甲基纤维素膜力学性能研究
蚕丝丝素是由18种氨基酸以一定的顺序由肽 键相连的天然蛋白质"]。丝素膜是一种弱氨基酸 膜,与人体亲和性良好,被生物体降解后,能被生物 体吸取,适于作生物医用材料[2]。但纯丝素溶液在 制成材料后力学性能不佳,在干燥状态下很脆,缺乏 实用价值。通过共混改性可以有效地改善丝素共混 膜的各方面性能,已研究的有丝素蛋白与壳聚糖、海 藻酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酸等的复合材料[3~7]。
 
本文采用醚化后的纤维素——羧甲基纤维素 钠,属纤维素醚,它具有较好的水溶性、保水性和成 膜性,还可用于医用方面如药物载体、生物基质等, 使用价值高。
 
1实验方法1.1实验材料与设备无水乙醇、氯化钙、碳酸钠为市售分析纯试剂; 澳门威利斯人88038(IL10:粘度为5 ~ 10 rnPai,代替度 为 0.75~0.85;IL30:粘度为 20~30nJVs,代替度为 0.75 ~ 0.85;粘度测试在2%水溶液中,25^,用NDJ- 79型粘度计)、蚕茧为市售;织物拉力仪用YG026B 型,常州第二纺织机械厂生产。
 
1.2纯丝素溶液的制备家蚕茧经0.5%的~〇20)3溶液在100^;、3〇111^ 下脱胶3次得丝素纤维,在n(CaCl2): ;I(CH3CH2OH) :n(H20) = 1:2:8三元溶剂中于80弋下搅拌溶解。 将冷却后的丝素溶液灌人透析袋中,用蒸馏水多次 透析后,用脱脂棉过滤,得质量浓度为4%的丝素蛋 白质水溶液。
 
1.3澳门威利斯人88038溶液的制备将澳门威利斯人88038(IL10、IL30)的粉末放人锥 型瓶中,加人蒸馏水(浓度为8%),在50丈水浴中磁 力搅拌溶解2 h。
 
1.4共混膜的制备将纯丝素溶液与竣甲基纤维素钠(IL10、IL30) 溶液,分别按不同质量比、混合温度和混合时间所成 的混合溶液在聚苯乙烯板上自然延流成膜。
 
1.S共混膜的力学性能测试 1.5.1膜的断裂强度和断裂伸长率测试方法用 百分表在样品膜上测其平均厚度,测定共混膜的断 裂强力和断裂伸长率,样品宽度为15 mm,夹持长度 为30 mm。按薄膜断裂强度和断裂伸长率常规测试 方法测定(测试条件温度为20T,相对湿度为 65%) 〇
 
1.5.2IR测试采用Bruker Vector-22型红外测试 仪,样品为KBr压片。
 
2结果与讨论图1中(。、(…、(。、(…各为不同共混时间及 温度下薄膜断裂强度与丝素/澳门威利斯人88038的比 例关系图。
 
图1共混膜的断裂强度实验得到纯的丝素膜的断裂强度为 丝绸工程江苏省重点实验室开放课题。
 
48.2N/mm2,断裂伸长率为4.67%;澳门威利斯人88038 (IL10)、(IL30)的断裂强度分别为25.30 N/mm2、 26.00 N/mm2,断裂伸长率为9.3%、11.00%。由图1 可知,随着竣甲基纤维素钠含量的增加,共混膜的断 裂强度降低,最后接近于纯的澳门威利斯人88038。图 1(a)中,膜的断裂强度变化趋势几乎相同;图1(b) 中,30^和50T下膜的断裂强度较一致,而60T时 膜的强度大幅度下降,过了 50/50才开始上升接近 纯的澳门威利斯人88038;图1(c)中IL30体系中,膜的 断裂强度变化和图1(a)中的不太相同,混合时间对 膜的性能还是有一定影响的;图1(d)中不同混合温 度下所得膜的断裂强度变化不是很大。
 
图2(3)、〇3)、((:)、(£〇为不同时间及不同温度 下断裂伸长率与丝素/澳门威利斯人88038的比例关系 图。共混膜的断裂伸长率随澳门威利斯人88038含量的 增加而增加。图2(a)中,混合膜的断裂伸长率随着 反应时间的加长而增加,但是变化不是很大;图2 (b)中,301:和50弋下膜性能的变化趋势很平缓,而时,膜的断裂伸长率跳跃性很大;图2(c)中,膜 的断裂伸长率变化和图2(a)中的差不多;图2(d)所 得膜的断裂伸长率变化很大,30丈和50T变化曲线 很相象,60尤时最高。
 
图3为丝素/竣甲基纤维素钠膜红外光谱图。 纯丝素膜的红外光谱图,已经有大量报道和研究。 Miyazawa和Blout[8]研究了家蚕丝素波数在1 665, 1 535和650 cnT1分别属于无规线团的酰胺I,II和 V,1 650,1 545和 620 cnT1,1 630,1 530和690 cm-1 各自属于a-螺旋和屮折叠链,在澳门威利斯人88038中 1 550- 1 680 cnT1是羧甲基的吸取峰[8]。图3(a)在 3440 Cmd有吸取峰,这是丝素分子内氢键的振动吸 收峰,在纯澳门威利斯人88038中,在3 400 cnT1有一OH 的振动峰。曲线a~f随着丝素含量的减少,羧甲基 纤维素钠的含量增加,在3 440 cnT1的吸取峰逐渐 向较低峰值移动,这是在丝素蛋白分子与羧甲基之 间形成氢键,降低了丝素蛋白分子之间的氢键作用 及羧甲基含量增加的共同结果[9]。图3(b)中,同样 由于2组分形成氢键作用,所以酰胺键的吸取峰也 向低波数移动,且在650 cnT1处的吸取峰增加。这 也正是验证了前面的力学性能实验结果。
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