1、 1 毕业设计 开题报告 纺织工程 聚乳酸织物丝素涂层工艺研究 一、选题的背景、意义 （所选课题的历史前景、国内外研究现状和发展趋势） 丝素膜是被研究得最早和最深入的丝素材料，它是由丝素溶液干燥而得。经不溶化处理后的丝素膜脆性，是丝素膜的最大缺点。造成不溶化处理后的丝素膜脆性的主要原因是：丝素蛋白质大分子肽链上的肽键 CO NH 中的 C N的键长为 0.132nm，比 C N单键的键长0.147nm要短一点，比 C N双键的键长 0.127nm要长些，使肽链具有部分双键的性质，刚性较大，影响了丝素蛋白质大分子主链的柔顺性。在 经不溶化处理过程中，丝素蛋白的结构会发生从任意卷曲到结构的转变。在
2、丝素蛋白发生结构转变后，侧链与侧链间、侧链与主链间以及分子与分子之间可形成大量的氢键结合，产生大量的次级交联点 ,使丝素蛋白质大分子更难以运动，致使丝素膜的柔软性、伸长和弹性都较差。不少研究通过共混、接枝、交联等方法，以提高和改良丝素膜的力学性能。 二、相关研究的最新成果及动态 20世纪 80 90年代，开展了较多的对丝素蛋白的接枝改性研究。刘剑洪等曾用四价铈盐作引发剂，引发丝素蛋白纤维接枝紫外吸收剂 2-羟基 -4-丙烯酰氧二苯酮（ HAOBP），虽然改善了丝素蛋白纤维的紫外稳定性能，且力学性能却大幅度地下降 7。为了解决这一问题，刘剑洪继续采用“无引发剂聚合”法在丝素蛋白纤维表面接枝 HA
3、OBP的可行性。结果发现，这种接枝聚合方法是一种更为有效的改性方法。接枝 0.6%HAOBP的丝素蛋白纤维，其热稳定性及紫外稳定性均得到了显著的改善，但力学性能没有下降。 Tsukada等曾研究了甲基丙烯腈接枝丝素纤维后物理性能的改变。结果表明，随着接枝物甲基丙烯腈的加入，丝素纤维的拉伸模量有所降低，这说明了接枝反应使得丝素纤维变得更加柔软且有弹性。 除了家蚕丝的化学接枝外，还有其他蚕丝的接枝共聚。 Tsukada等研究了酸酐对柞蚕丝的化学修饰。柞蚕丝经 LiSCN预处理后，与酸酐发生酰胺化反应。有意思的是，无论 LiSCN预处理还是酰胺化修饰，共聚物的物理性能和热行为几乎没有发生变化，但是预
4、处理后含水率有所增加，而酰胺化修饰后含水率却线性下降。柞蚕丝的这些性能为聚合反应提供较宽的适用范2 围，使得柞蚕丝很可能成为一种生物材料。 化学交联 卢神州等以环氧氯丙烷和聚乙二醇（ PEG）为原料，在碱性催化下反应得到聚乙二醇缩水甘油醚（ PEGO），作为制备丝素蛋白 膜的交联剂。随 PGE含量的增加，膜的拉伸断裂强度和杨氏模量减小，断裂伸长率增大、机械性能比纯丝素膜有了明显的提高 。 闵思佳等发现用二缩水甘油基乙醚作为交联剂所制备的丝素蛋白质凝胶（ CFG）具有良好的强度和柔韧性。根据制作条件可达压缩强度大于 100g/mm2,压缩变形率大于 60%。另外，材料的力学强度跟丝素水溶液的浓度
5、有关。 4%（ wt）的丝素蛋白质水溶液的各种凝胶的强度和变形率均小于7%（ wt）浓度的各种凝胶。这是因为丝素蛋白质浓度低时，形成的三维网目的结合点稀疏，因此，凝胶强度较低。要得到高强度 CFG，除了合适的交联剂等外，还需有合适的丝素水溶液浓度。 编辑本段提高丝素蛋白材料的热性能 聚丙烯酰胺（ PAAm）是一种水溶性聚合物，目前，它在生物医学和制药上被用作水凝胶，与血液有良好的相容性。因此，丝素蛋白与 PAAm共混膜的性能也广受学者的关注。 Freddi等曾报道了丝素 /聚丙烯酰胺共混膜的结构和物理性能。通过测定混合前后热能的变化来分析，结果表明 PAAm的加入，提高了丝素蛋白的热稳定性。即
6、使 PAAm含量很低（小于 25%）时，膜断裂至少在 300（比纯丝素蛋白高出 100）。高温下，丝素蛋白的动力学损耗 系数峰发生了很大的变化，这些都归因于 PAAm链的导入增强了丝素链的分子运动所造成的。 编辑本段调控丝素蛋白材料的药物释放速度 闵思佳等曾测试了酰胺化修饰丝素材料对离子型化合物的吸附释放性能的影响。结果表明：经修饰后丝素蛋白质的等电点为 pH 6左右，而天然的为 pH 4左右；与未修饰相比，经修饰的丝素膜对阳离子化合物的吸附量减少，对阴离子化合物的吸附量增加，而且经修饰的多孔丝素材料对阳离子化合物的释放量增加，对阴离子化合物的释放量则明显降低。因此，认为用羧基酰胺化修饰的方法
7、，可在一定程度上改变丝素材料对离子型化 合物的吸收释放性能。 另外，用甲壳素交联丝素蛋白膜可以获得半渗透聚合体网状物，对离子和 pH具有很好的敏感性，被期望用作人工肌腱。有人曾用含有磁小体的交联壳聚糖丝素膜作为药物缓释材料来调控 5-氟尿嘧啶药物释放情况和磁反应特性。结果表明，交联壳聚糖丝素膜的释放程度和诱捕效率比纯甲壳素微球体要好得多， 5-氟的释放程度随着交联剂戊二醛浓度的增加而降低。 3 编 辑本段提高丝素蛋白材料的抗血凝性 异丁烯酰基丙烯酰基磷酸胆碱（ MPC）是一种新合成的磷酸胆碱聚合物。在没有抗凝血剂的条件下，也能有效地阻止血凝的发生。把 MPC聚合物接枝到丝素蛋白分子链上，可以很
8、好地观察到接枝物的抗血凝性。 Furuzono等通过异丁烯酰基丙烯酰基异氰酸酯（ MOI）使丝素蛋白和 MPC聚合体相互接枝。通过测定血小板在 MPC-SF上的粘附能力，与原始丝素 SF相比，血小板粘附量有了明显的减少。由此可以得出，经 MPC修饰后的丝素材料的抗血凝性有所提高 17。 此外，硫化丝素也具有很好的抗血凝性。它是通过丝素蛋白与硫酸或氯代硫酸在嘧啶溶液下反应所得。硫化后的丝素能延长血液凝固时间，并且随着硫酸基团的增加，抗血凝性也有了明显的提高。 三、课题的研究内 容及拟采取的研究方法、技术路线及研究难点，预期达到的目标 1.研究的基本内容和拟解决的主要问题： 论文围绕聚乳酸织物丝素
9、涂层，从纤维、纱线、织物涂层展开针对其微观结构、基本物理性能、通透性及织物风格方面的研究。具体如下 : (1)基本物理机械性能的研究 (2) 涂层性能的研究 (3) V 丝素涂层聚乳酸织物的风格测试与评价 通过对织物硬挺度、悬垂性能的测试，对其织物的风格特征进行评价，并与粘胶纤维织物进行比较、分析。 2.研究方法及技术路线：本课题以丝素涂层应用于聚乳酸织物为研究对象，通过物理化学 测试，了解其各项性能 3. 由于丝素涂层杂聚乳酸织物上的应用，很少有人做过更深入的研究，可参考的资料较少；取样比较困难。 四、论文详细工作进度和安排 1. 2010 年 11 月 5 日前，指导教师在毕业论文网络平台
10、上下达论文选题。 2. 2010 年 11 月 23 日，指导教师在毕业论文网络平台上正式下达任务书。 4 3. 2011 年 1 月 10 日前，学生在毕业论文网络平台提交开题报告、文献综述和外文翻译。 4. 2011 年 1 月 11 日起，学生进行毕业论文相关工作。 5. 2011 年 3 月 5 日前，学生将实习单位相关信息报指导教师处，并 提交实习单位联系函、实习单位认定表。 6. 2011 年 3 月 12 日起，学生开始进行毕业实习。 7. 2011 年 3 月 29 日前，学生在毕业论文网络平台上提交毕业论文初稿，并准备接受毕业论文中期检查。 8. 2011 年 5 月 5 日
11、前，学生提交毕业实习过程材料，包括毕业实习认定表、实习报告（字数不少于 3000 字）、实习总结（字数不少于 800 字，并用 A4 纸打印）等。 9. 2011 年 5 月 12 日前，学生在毕业论文网络平台上提交毕业论文定稿。 10. 2011 年 5 月 23 日，毕业论文第一轮答辩。 11. 2011 年 6 月 5 日，毕业 论文第二轮答辩。 12. 2011 年 6 月 7 日，校级毕业论文答辩。 五、主要参考文献 1 杨晓慧 . 糟朽丝绸的老化评估和加固保护研究 D陕西师范大学 , 2002 . 2 周燕 . 丝素 聚乳酸生物降解膜的制备及性能研究 D苏州大学 , 2006 .
12、3 李萍 . 丝素 壳聚糖生物降解膜的制备及性能研究 D苏州大学 , 2005 . 4 龚爱华 . 再生丝素膜细胞相容性和遗传毒性的研究 D苏州大学 , 2003 . 5 曾振辉 . 对 pH 值敏感的聚氨酯系共混膜的制备与表征 D福 州大学 , 2005 . 6 陶伟 . 再生柞蚕丝素多孔材料的制备及其结构 D苏州大学 , 2005 . 7 马芳 . 丝素 /明胶共混膜制备工艺筛选及其结构与性能研究 D山东农业大学 , 2005 8 陈建勇 . 日本丝素膜研究动态 J. 现代纺织技术 , 1994,(02) 9 杜春慧 , 陈建勇 . 丝素 壳聚糖共混膜物性的研究 J. 丝绸 , 2002,
13、(01) 10 陈育晖 , 陈建勇 . 丝素膜对氨基酸的选择渗透 J. 浙江工程学院学报 , 1998,(04) 11 韩 龙 龙 , 张 幼 珠 . 稀 土 对 丝 素 膜 结 构 及 溶 解 性 的 作 用 研 究 J. 丝绸 , 2002,(04) 5 12 卢杜林 , 姚跃飞 , 陈建勇 . 丝素蛋白膜上 5-氟尿嘧啶的固定及其释放性能研究J. 浙江工程学院学报 , 1997,(04) 13 何中琴 . 层压丝素膜的制作及其性质 J. 国外丝绸 , 1997,(03) 14 陈建勇 . 丝素蛋白膜在生命科学中应用的研究进程 J. 丝绸 , 1999,(08) 15 卢神州 , 李明忠 , 王志青 . 丝素膜表面磺酸化研究 J. 高分子材料科学与 工程 , 2005,(02)
