基于卵白蛋白的接枝共聚改性與層層組裝研究.pdf

1、卵白蛋白是禽蛋中含量最高的蛋白質(zhì)，已經(jīng)具有穩(wěn)定的商業(yè)供應(yīng)。探索研制以卵白蛋白為基礎(chǔ)的新材料，對禽蛋加工及帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有一定的價(jià)值。在新材料探索中，期待發(fā)現(xiàn)卵白蛋白基材料的特殊性質(zhì)，并將其應(yīng)用于先進(jìn)材料中，可對材料科學(xué)的研究添加新的內(nèi)容。
　　 本文利用FT-IR、XRD、FE-SEM、DSC、XPS等分析手段對卵白蛋白的接枝共聚改性及電紡納米纖維基礎(chǔ)上的層層組裝加以重點(diǎn)研究。探索卵白蛋白在功能吸附材料及生物醫(yī)藥材料領(lǐng)域的應(yīng)用可

2、能。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　 1.以接枝率和接枝效率為指標(biāo)，卵白蛋白與丙烯腈接枝共聚反應(yīng)的最佳條件為卵白蛋白質(zhì)量為3g時(shí)、反應(yīng)時(shí)間為90min、反應(yīng)溫度為60℃、單體質(zhì)量為12g、引發(fā)劑濃度為60mmol/L，此時(shí)接枝率與接枝效率分別達(dá)到231.67%和46.33%。接枝反應(yīng)后，卵白蛋白分子引入-CN，但是其主鏈結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯變化。在FE-SEM下觀察，球狀卵白蛋白接枝后產(chǎn)物為不規(guī)則形狀。DSC與TG均顯示熱穩(wěn)定性有所提

3、高。
　　 2.卵白蛋白接枝產(chǎn)物對Fe3+、Cu2+和Zn2+三種金屬離子的吸附作用主要分為快速吸附期和平穩(wěn)期，吸附的平衡時(shí)間分別為100min、120min、120min。接枝產(chǎn)物的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級方程模型(R2>0.99)；等溫線吸附三種金屬離子符合Langmuir模型(R2>0.95)。FT-IR與FE-SEM與分析表明，接枝產(chǎn)物吸附三種金屬離子時(shí)起作用的部分主要為聚丙烯腈的-CN。
　　 3.利用聚丙烯腈吸附

4、金屬離子的特點(diǎn)，通過Ag+吸附的介導(dǎo)，將卵白蛋白層層組裝到靜電紡絲法制備的聚丙烯腈納米纖維膜上。根據(jù)C、N、O、S、Ag幾種元素含量的比例變化確定組裝成功。與XPS的結(jié)果一致，纖維膜的XRD分析有Ag的特征衍射峰出現(xiàn)。組裝后納米纖維表面有顆粒附著，可能為組裝的過程中銀和卵白蛋白在纖維表面沉積量不同的結(jié)果。組裝后的聚丙烯腈納米纖維膜的熱穩(wěn)定性有所提高。不同組裝層數(shù)的納米膜對C2C12細(xì)胞凋亡率影響差別不大。
　　 4.利用靜電作用

5、，將殼聚糖/卵白蛋白層層組裝在靜電紡絲法制備的醋酸纖維素納米纖維膜表面。通過C、O、N、S四種元素含量的比例變化判斷組裝成功進(jìn)行。醋酸纖維素、殼聚糖、卵白蛋白均為天然不易結(jié)晶物質(zhì)。XRD結(jié)果顯示，組裝后的納米膜晶型結(jié)構(gòu)依然不明顯。FE-SEM結(jié)果顯示，組裝后納米纖維表面粗糙，并有聚集成束現(xiàn)象，可能是相鄰組裝纖維沒能在殼聚糖和卵白蛋白溶液中很好分散的結(jié)果。DSC結(jié)果顯示，組裝前后及不同組裝層數(shù)的納米膜的熔融峰有一定遷移。組裝后納米膜的熱穩(wěn)