蠶絲氧化石墨烯復(fù)合功能材料的制備及性能研究.pdf

1、絲綢產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期以來是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)之一。近年來，受到耕地面積減少、勞動(dòng)力短缺、國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈以及蠶絲產(chǎn)品附加值不高等因素影響，絲綢產(chǎn)業(yè)發(fā)展受到極大的影響。大力發(fā)展多元化蠶桑產(chǎn)業(yè)、提升蠶絲產(chǎn)品的附加值是實(shí)現(xiàn)蠶絲產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展的必由之路。本論文通過將優(yōu)異性能的氧化石墨烯與蠶絲復(fù)合，制備系列化的蠶絲氧化石墨烯復(fù)合功能材料，為蠶絲材料提供了一個(gè)新的研究方向，未來有望在紡織材料、生物醫(yī)用材料、光電材料等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

2、研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下：
　?。?）氧化石墨烯及氧化還原石墨烯的制備及結(jié)構(gòu)：通過 Hummers法和氫碘酸還原法成功地制備了氧化石墨烯和氧化還原石墨烯，結(jié)果表明制備的氧化石墨烯為微納米級(jí)別、帶有褶皺結(jié)構(gòu)的薄片狀結(jié)構(gòu)，其單層厚度約為0.8nm，氧化石墨烯層間距為0.83nm。氧化石墨烯中的碳元素由烷基、醛基、羰基和羧基等四種基團(tuán)構(gòu)成。經(jīng)氫碘酸還原后，氧化石墨烯中的C=O基團(tuán)消失，部分C-O基團(tuán)也還原，氧化還原石墨烯中碳原子sp2化的增加

3、。
　?。?）蠶絲氧化石墨烯復(fù)合面料的制備及其性能：通過浸漬的方法成功地將氧化石墨烯整理至蠶絲纖維表面，氧化石墨烯在蠶絲纖維表面均勻分布，乙醇可促進(jìn)片狀氧化石墨烯在蠶絲纖維表面的附著。氧化石墨烯并未對(duì)蠶絲纖維的微觀結(jié)構(gòu)造成破壞，但兩者存在一定的氫鍵結(jié)合。經(jīng)氧化石墨烯整理后，蠶絲纖維的防紫外線性能和抗菌性能顯著提高，且受到整理濃度的影響，濃度越高，效果越明顯。
　?。?）蠶絲氧化石墨烯復(fù)合三維多孔生物支架材料的制備及其性能：采

4、用相分離技術(shù)成功地制備了蠶絲蛋白氧化石墨烯復(fù)合三維多孔生物支架。經(jīng)氧化石墨烯復(fù)合后，蠶絲蛋白生物支架仍呈現(xiàn)不規(guī)則的多孔蜂窩狀結(jié)構(gòu)，但是結(jié)構(gòu)變得緊湊，掃描電鏡、能譜、紅外光譜和 X衍射等測(cè)試結(jié)果結(jié)果表明蠶絲蛋白與氧化石墨烯均勻地復(fù)合在一起，氧化石墨烯對(duì)蠶絲蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)未產(chǎn)生影響。經(jīng)氧化石墨烯復(fù)合后，蠶絲蛋白支架的斷裂強(qiáng)度及楊氏模量顯著增加，MTT結(jié)果顯示氧化石墨烯的加入有助于前成骨細(xì)胞的增殖。
　?。?）蠶絲蛋白氧化石墨烯復(fù)合納米

5、纖維膜的制備及其性能：通過靜電紡絲技術(shù)成功地制備了蠶絲蛋白氧化石墨烯復(fù)合納米纖維膜。氧化石墨烯可較好的分散在蠶絲蛋白甲酸溶液體系中，經(jīng)氧化石墨烯復(fù)合后，蠶絲蛋白納米纖維變細(xì)，纖維表面有若干球狀物以串珠形式連接在纖維表面。薄片狀氧化石墨烯以球狀形式被蠶絲蛋白包覆在納米纖維膜的表面。蠶絲蛋白與氧化石墨烯之間存在氫鍵結(jié)合，氧化石墨烯的復(fù)合增加了蠶絲蛋白納米纖維的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。經(jīng)氧化石墨烯復(fù)合后，蠶絲蛋白納米纖維的抗菌性和生物相容性顯著