1. 研究目的与意义
大豆分离蛋白(SPI)作为一种可再生资源,来源丰富,具有良好的生物相容性、生物降解性和加工性,在食品工业、农业、生物科学和生物技术中有着巨大的应用空间。静电纺丝(简称电纺)技术是一种基于电水动力学的技术,可制备纳米级或微米级聚合物纤维。通过SPI与PEG混合后再进行电纺的实验研究,期望得到一种具有良好导电性、力学性能以及生物相容性的纤维。这对于人造组织、可降解电子器件、生物相容的纤维膜等方面具有比较好的应用前景。
2. 国内外研究现状分析
目前,电纺技术在玉米醇溶蛋白、乳清蛋白等的应用研究较多,关于SPI电放纤维的研究则尚少,且多数研究所得纤维中SPI的含量不高。相关研究有:大豆分离蛋白/聚乙烯醇的电纺研究,主要针对机械性能和生物降解性研究;聚氧化乙烯对大豆分离蛋白静电纺丝影响的研究,有针对于伤口愈合和皮肤再生的研究,流变特性和可纺性的研究等。现在正在开发可降解大豆蛋白纤维应用于空气灰尘过滤器和病毒捕捉过滤器。
3. 研究的基本内容与计划
以大豆分离蛋白为原料,加入LiOH,通过与不同分子量聚乙二醇PEG混合,研究混合液静电纺丝工艺及纺丝性能。具体研究内容包括:①混合液静电纺丝参数的研究②纺丝性质的研究,包括:力学性能、导电性、化学性质等。
具体实验;先制备SPI/PEG共混溶液,设定混合比为100/0 90/10 80/20 70/30 60/40,然后在常温下进行磁力搅拌至完全溶解,得到均匀的纺丝溶液;然后进行电纺,设定好三个工艺参数:电压、溶液流速、接收距离;然后进行溶液表征:①用圆筒式流变仪测定电纺溶液的粘度②在动态接触角测试仪上于室温下用铂金片法测定溶液的表面张力;最后进行电纺膜表征:①用电导率仪测定电导率②用X射线衍射XRD测定结晶③在扫描电镜SEM下进行形貌观察,测定纤维直径④在力学试验机上进行拉伸性能测试,测定伸长率。
计划:2015年2月:完成论文的部分资料收集,做完项目的前期准备;2015年3月:先进行预实验,确定纺丝液配置、纺丝参数;2015年4月:再进行正式实验,实验重复次数不小于3次;2015年5月:撰写论文;2015年6月:提交论文并进行论文答辩.
4. 研究创新点
本课题采用PEG和SPI一起纺丝,加入LiOH,利用PEG与锂离子复合导电,这里参与复合的两个物质,都是生物相容性很好的材料,通过电纺,以期获得一种具有良好导电性、力学性能和生物可降解的纤维。
