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羊毛角蛋白膜的制备及其结构性能的研究

作　者: 苟明霞
导　师: 杨旭红
学　校: 苏州大学
专　业: 纺织材料与纺织品设计
关键词: 羊毛角蛋白提取方法混合膜结构降解性能
分类号: TS139
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

我国羊毛资源面临短缺,每年有许多毛纺厂的羊毛副产品、不适合纺纱的劣质羊毛以及许多其它动物毛被废弃,这些废弃资源中含有丰富的角蛋白。因此,近年来,蛋白质再生利用的研究很活跃,但国内外对羊毛角蛋白再生利用研究的报道却很少。本文将羊毛中提取出的角蛋白制成混合膜,并对其结构性能进行了研究,为角蛋白在可降解塑料、生物医学领域和化妆品面膜等领域的潜在应用,以及为其它废弃蛋白质资源的再生利用提供新的途径。首先,本文对羊毛角蛋白的提取方法进行了筛选。通过对三种提取方法中,羊毛的溶解率、角蛋白溶液的质量分数、溶解后羊毛残渣外观形态以及角蛋白溶液的稳定性等的比较分析,得出采用硫化钠/尿素/SDS方法溶解羊毛时,不仅能使大部分的鳞片破裂并溶解,而且溶剂能渗入纤维内部使皮质层溶解的结论。采用此法羊毛的溶解率可达到48.48%,角蛋白溶液的质量分数达1.59%,在三种方法中都是最高的,且角蛋白溶液的稳定性最好。在此研究基础上,本文选用该方法溶解羊毛进行后续实验。其次,将羊毛中提取出来的角蛋白溶液制成纯角蛋白膜,并对其基本结构进行了测定。分析结果表明,羊毛纤维中含有的α-螺旋结构比角蛋白中的高,而角蛋白中含有的β-折叠结构和无规卷曲结构比羊毛纤维中含有的多;与羊毛纤维相比,角蛋白的结晶度和热稳定性有所降低。再次,将角蛋白溶液分别与PVA溶液和丝蛋白溶液以一定比例共混,测定混合溶液的流变性能;然后制得角蛋白/PVA共混膜和角蛋白/丝蛋白共混膜,并对混合膜的形态结构、分子结构、聚集态结构、热学性能、力学性能及热水溶失率等进行了研究。结果表明,角蛋白/PVA共混膜在宏观上出现两相,角蛋白/丝蛋白共混膜结构均匀致密;随着PVA或丝蛋白含量的增加,共混膜的结构特征逐渐由角蛋白型转向PVA型或丝蛋白型,角蛋白和丝蛋白之间形成了分子间相互作用力;当共混膜中PVA或丝蛋白含量为70%-80%时,共混膜的力学性能能得到较大改善;PVA或丝蛋白的加入都有利于改善膜的湿态稳定性。最后,对角蛋白/PVA共混膜的降解性能进行了研究,测定了共混膜降解后的失重率、基本结构以及外观形态。结果表明,共混膜在酶溶液中的失重率比在PBS溶液中的高,角蛋白被部分降解掉。

羊毛角蛋白膜的制备及其结构性能的研究

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