陈云[1]2004年在《大豆蛋白质的共混改性研究》文中指出以天然高分子为原料研究和开发新材料已成为高分子科学和材料科学的前沿领域之一。来自可再生资源的天然高分子材料的改性和应用不仅可以减少非降解塑料带来的环境污染，而且可节约有限的石油资源，符合可持续发展战略。大豆蛋白质是产量最大的植物蛋白质，它含有多种反应活性基团，易于化学和物理改性，而且具有生物降解性，属生态环境材料。近年新兴的“工业蛋白质塑料”研究已引起广泛关注，大豆蛋白质在膜材料、粘接剂、塑料、医药材料等领域具有广阔的应用前景。然而，大豆蛋白质材料较脆，耐水性差，化学组成复杂，从而限制了它的研究与开发。本工作以化学和物理改性为主要手段，制备基于大豆蛋白质的复合材料，旨在提高材料的加工性、耐水性和力学性能，由此提出适合于大豆蛋白质的共混改性新途径。主要以大豆分离蛋白(SPI)、大豆渣(SD)、大豆粉(SF)为原料，改性制备复合材料，同时运用多种技术和先进方法表征新型大豆蛋白质复合材料的结构和性能，并研究它们之间的构效关系。 本工作的创新性成果有以下几点：(1)利用反应挤出技术，成功地制备出聚丙二醇基聚氨酯预聚物接枝和交联的SD、SF和SPI复合材料，由此提出不需添加小分子增塑剂就能制备出加工性、力学性能和耐水性优良的大豆蛋白质塑料的新途径。(2)改变蓖麻油基聚氨酯预聚物的NCO／OH摩尔比，制备出聚氨酯预聚物交联、接枝的一系列新型大豆渣复合材料，其力学性能、耐水性和耐有机溶剂性能明显改善；并弄清了NCO／OH摩尔比和大豆渣含量对复合材料结构与性能的影响。(3)通过“一步法”反应挤出技术，首次制备出以甲苯二异氰酸酯(6～16.8 wt％)原位增容的大豆渣／蓖麻油共混改性复合材料，揭示原位增容对材料结构的影响，并建立了结构与性能的关系。(4)采用复层热压技术，制备了苄基魔芋葡甘聚糖膜包覆大豆渣的复合材料，揭示这两种不同分子在界面上产生较强的相互作用而形成紧密的界面粘结，由此显着改善复合材料的耐水性和拉伸强度。(5)利用NaOH／硫脲水溶液作大豆分离蛋白和纤维素的共溶剂，首次通过流延法制备出具有多孔结构的纤维素／大豆分离蛋白共混膜；证明共混膜内各组分间具有良好的相容性和优良的力学性能及热稳定性。同时，用NaOH溶液对纤维素／大豆分离蛋白共混膜进行后处理，制得不同孔径的多孔纤维素膜，它们具有良好的分离性能和适宜细胞生长的功能。 本工作的主要研究内容和结论包括以下几方面。首先，用2，4-甲苯-二异氰酸酯(TDI)与聚-1，2-丙二醇(PPG)反应得到聚氨酯预聚物(PUP)，它分别与SD、SF、SPI和纤维素粉混合后经螺杆机挤出，在没有添加小分子增塑剂条件下热压成型制得改性大豆蛋白质复合材料。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、广角X-射线衍射分析(WAXD)、差示扫描量热分析(DSC)、热失重分析(TGA)、动态力学热分析(DMTA)、力学性能测试和生物降解试验等研究PUP含量和大豆蛋白质种类对复合材料结构与性能的影响。结构分析表明，PUP中的—NCO基团与SPI、SF、SD和纤维素粉中的一NHZ、一NH一和一OH等活泼基团发生了化学反应，通过氨酌键或服键形成接枝和交联结构。而且，与甘油或水增塑的热压大豆蛋白质塑料相比，PUP改性的大豆蛋白质材料具有更高的拉伸强度、耐水性和热稳定性。随着PUP含盘的增加，复合材料中各组分间的相容性增加，并且聚氨酷组分的玻璃化转变温度(勾升高，材料的断裂伸长率增加，耐水性提高。大豆蛋白质组分的主要作用是提高各组分间的粘接性;而纤维素组分则起增强作用，提高材料的拉伸强度和耐水性。用sD作原料时，PUP含量为50Wt%的复合材料拉伸强度(殉、断裂伸长率(eb)和耐水性(Ro)分别达到6.9 MPa、100%和0.55，因此是优良的韧性塑料。由此表明，用PUP改性大豆蛋白质是一条可提高其加工性、耐水性和力学性能的新途径。 由蓖麻油基聚氨酷预聚物(P UP)与50一70侧%的大豆渣混合后经螺杆机挤出、热压制得改性大豆渣复合材料。FTIR和DSC等结果证明，PUP与SD发生反应产生接枝和交联网络结构。SEM、DSC和DMTA结果表明，随PUP中的NCO/OH摩尔比(R)增加或大豆渣含量(溅o)减少，组分间的相容性增加。这主要由于SD中的纤维素、蛋白质和多糖的功能基与PUP的一NCO基团发生化学反应形成较强的相互作用。当叭D为SOwt%时，随聚氨酷预聚物的R值从1.33增加到2.0，材料的拉伸强度从0.91MPa迅速增加到14 MPa，断裂伸长率在26.5到44.1%的范围内，而且耐溶剂性能也明显增加。随叭。从SOwt%增加到70wt%，材料的拉伸强度明显提高，表明SD中纤维素起填充和增强作用。 通过一步法反应挤出技术和热压，由大豆渣直接与蓖麻油和功I(6 .04一16.8Wt%)混合制备改性大豆渣复合材料。FTIR、SEM、DSC、DMTA结果表明，TDI的一NCO基团与SD中各种组分的一NHZ、一NH一和一OH等基团，以及蓖麻油的一OH基团在高温挤出过程中发生交联和接枝反应，由此实现了原位增容，提高了大豆渣与蓖麻油的相容性。当叭D为50%时，随着功I和蓖麻油中的NCo/OH摩尔比由1 .0增加到2.0，各组分间的相容性增加，而且材料的拉伸强度由1.82 MPa迅速提高到15.9MPa，断裂伸长率在1
马晓录[2]2005年在《大豆蛋白质/聚羟基脂肪酸酯生物可降解聚合物的分子组装改性研究》文中认为大豆蛋白质(SP)、聚羟基丁酸酯(PHB)、3-羟基丁酸与3-羟基戊酸的共聚物(PHBV)均为天然生物可降解聚合物。但SP分子中的氢键作用、自组装和亲水性使其耐水性、耐湿性和力学性质稳定性较差。而PHB、PHBV存在结晶度高、脆性大等不足。本文针对它们的分子结构特点,采用共混、共聚手段,通过在SP与PHB或SP与PHBV之间形成一定程度的大分子组装或调节它们的大分子组装状态,达到了改善SP/PHB、SP/PHBV的综合性质的目的。首先,利用SP的7S和11S在冷水中的不同溶解性,制备了富含11S的大豆分离蛋白(SPIG)。研究表明,SPIG比其它SP产品有更低的吸水性。然后,采用熔融模压法制备了SPIG/PHB和SPIG/PHBV及低分子量PHB(LPHB)与SPIG的共混物,研究了共混改性的效果和机理。以乙二醇、甘油、木糖醇、叁油酸甘油酯、环氧大豆油为添加剂,探讨了这些小分子对SP/PHB的改性作用。采用溶液共聚法制备了SPI-co-PHB,探索了PHB共聚改性SP的效应。采用DSC、DMA、FTIR、SEM、PLM、固态13C NMR、拉伸测试、激光粒度仪、SDS-PAG凝胶电泳、吸水率测定、生物降解速率测定等方法表征了共混物或共聚物的聚集态结构和性质。研究表明,在共混物中,PHB、PHBV、LPHB与SP产生了分子间氢键,破坏了各自原刚硬的自组装结构,形成了新的分子间组装结构,使PHB、PHBV在SP含量较高时难以组装成较大的球晶,甚至以片晶束与SP共存,并阻止了PHB、PHBV的二次结晶,且疏水性PHB、PHBV组装到SP亲水性基团上而形成疏水薄膜层,从而,改善了SP的力学性质、耐水性、耐湿性及力学性质稳定性。研究还表明,乙二醇、甘油、木糖醇、叁油酸甘油酯、环氧大豆油对SPIG/PHB有良好的增塑效果,但前叁者因自身吸水性高而导致共混物持耐水耐湿性有所降低,而后两者的疏水性使共混物耐水性略有增加。研究还表明,PHB可与SP共聚,并改变SP和PHB的自组装状态,改善SP聚合物的强度和韧性,且因在SP中引入PHB,使共聚物具有耐水耐湿性。研究还表明,SP/PHA共混物降解速率高于SP,但添加甘油等小分子使SP/PHB的降解速率低于纯SP,而SPI-co-PHB的降解速率与SP相差不大。
苏峻峰[3]2009年在《环境友好大豆分离蛋白共混薄膜材料研究》文中研究表明大豆分离蛋白(SPI)薄膜材料是一种具有潜在应用前景的天然生物可降解高分子材料。为改善SPI薄膜的脆性和水分敏感性能,本论文采用共混方法对SPI进行了改性,并对所得共混薄膜的性能进行了系统研究,以期望其在包装材料、可食用包装材料及医用药物缓释薄膜材料等方面得到应用。采用聚乙烯醇(PVA)与SPI共混,并添加甘油作为增塑剂,以溶液流延方法制备SPI/PVA共混薄膜材料。X射线衍射(XRD)和差示扫描量热(DSC)分析结果表明,SPI/PVA薄膜为一种部分结晶的共混材料,两者具有较好的相容性。与PVA共混使得SPI/PVA薄膜材料的脆性大大降低,热稳定性能提高,同时甘油的添加可起到提高薄膜柔韧性的作用。SPI/PVA薄膜热封研究发现,SPI/PVA共混物中PVA和甘油的含量对于共混物的熔融行为和熔解热(Hf)均产生重要的影响,热封强度的大小则由热封部分的链缠结、结晶和重结晶等性能所决定。SPI/PVA薄膜的水分渗透率随着PVA含量的增加而减少,而水分吸收等温曲线符合GAB模型。在30d的光降解过程中,添加了PVA后的共混薄膜材料颜色、透光度、力学性能和水分敏感性稳定性提高;有氧生物降解实验证明,SPI/PVA薄膜与SPI相比具有较长的降解时间。以同样的方法制备羧甲基纤维素(CMC)/SPI共混薄膜材料,并对不同CMC含量的薄膜材料的共混结构、热稳定性、水溶性、吸水性能和力学性能进行了系统分析。红外光谱分析发现,CMC与SPI之间发生了美拉德反应,XRD也证明上述反应可大大降低共混材料的结晶程度。示差扫描量热结果显示,CMC/SPI共混物在75oC~100oC之间具有唯一的Tg,说明CMC与SPI具有较好的相容性。随着CMC在共混物中组分的增大,CMC/SPI薄膜的力学性能得以增强,而其水分敏感性有所下降。使用阿魏酸(FA)交联SPI/PVA,以原位载药方法制备含有水杨酸模型药物的薄膜材料。FA可使SPI与PVA形成网络结构,当添加150mg/100g以上的FA时,可能均达到或接近了最大的交联程度。交联后SPI/PVA薄膜热稳定性能和拉伸力学性能得到增强。水杨酸药物释放研究发现,载药凝胶膜扩散特征指数n<0.5,因而可判断此类药物释放为非Fick扩散。
胡小兵[4]2005年在《豆粕复合材料的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理蛋白质塑料以其优异的生物降解性能及广泛廉价的原料来源而备受关注,但同时也存在耐水性差、力学性能和加工性能不足等严重缺陷。对蛋白质进行共混改性是解决以上问题的一种简便有效的方法。本论文选用大豆加工过程中的副产物豆粕为原料,与神府超细煤粉进行共混,制备具有良好力学性能和耐水性能的超细煤粉改性豆粕塑料,并运用多种手段研究该复合材料中各组分之间的相互作用。首先采用模压方法制备超细煤粉改性豆粕塑料。在此基础之上探讨不同加工条件下煤大分子对豆粕塑料的力学性能及吸水性能等的影响。分析表明,煤含量占煤与豆粕总量的 5%～30%时均可以对豆粕塑料起到增强、增韧改性作用。同时煤的加入降低了该材料的吸水率,提高材料的热稳定性。FTIR 分析结果进一步证明煤大分子与豆粕中的蛋白质分子之间存在一定的化学作用。为了进一步研究煤大分子与豆粕蛋白质分子之间的相互作用,根据煤大分子结构特征,选用 EAA 作为煤大分子相的模型聚合物与豆粕反应性挤出,模拟煤大分子与蛋白质分子之间的相互作用。SEM 分析表明在豆粕/EAA 复合材料中,当豆粕含量较小时,豆粕在 EAA 基体中分散比较均匀。FTIR 及 DSC 分析表明,与 EAA 反应性挤出过程中,豆粕中-NH2、-OH 及-CONH-与 EAA 的-COOH 基团发生反应,而且豆粕的部分-CONH-与 EAA 分子的-COOH 之间存在氢键作用。根据以上结果推测煤大分子相的-COOH 基团与豆粕中-NH2、-OH 及-CONH-等基团之间也可以发生类似的反应。用煤部分替代模型聚合物 EAA 而与 EAA、豆粕共挤出制备煤/豆粕/EAA 复合材料。对该材料的性能分析表明:适量的煤粉部分替代 EAA 后,复合材料的力学性能明显优于单纯的豆粕/EAA 及煤/EAA 复合材料,而且随着替代量的增加,复合材料的吸水性降低。这说明煤中除了羧基以外的其他官能团如羟基、酚羟基、醚键等官能团与豆粕蛋白质之间也存在一定的相互作用。煤中除大分子相外,还存在 10%～23%的小分子相,这些小分子相一般含有羧基等官能团。为了弄清楚小分子相在煤与豆粕蛋白质界面上的作用,用丙烯酸作为煤小分子
桑子涛[5]2011年在《大豆基蛋白胶粘剂改性及性能研究》文中认为以降低大豆基蛋白胶粘剂粘度、提高胶合强度,满足人造板工业化生产需要为目的,本论文采用邻苯二甲酸二丁酯、改性剂A、十二烷基硫酸钠、降粘剂A、十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠六种降粘改性剂对大豆蛋白胶粘剂进行降粘改性,考察了六种降粘改性剂对大豆蛋白胶粘剂粘度和胶合强度的影响。制备出多元胺改性增强树脂,并对其性能进行了研究。通过将大豆蛋白胶粘剂与增强树脂共混,考察了多元胺改性剂、原料配比以及制备工艺对改性大豆蛋白胶粘剂胶接胶合板胶合强度和甲醛释放量的影响。通过红外光谱和热分析等手段考察了改性大豆蛋白胶粘剂的固化结构和热行为。本研究得到的主要结论如下：1.以粘度和胶合强度为考察因素,六种降粘改性剂中改性剂A对大豆蛋白胶粘剂表现出积极作用。改性剂A的加入能够降低大豆蛋白胶粘剂粘度,提高胶粘剂涂布性能,同时对胶合强度没有不利影响。2.在pH值为12时,氢氧化钠改性大豆蛋白胶粘剂的胶合强度达到0.7 MPa,满足国家Ⅱ类胶合板标准。3.多元胺改性剂添加能够有效降低增强树脂的甲醛释放量,且对增强树脂胶合强度影响不大。多元胺改性剂添加量为9.2%和13.8%时,增强树脂的胶合强度大于1.30MPa,满足国家标准；甲醛释放量小于0.1 mg/L,满足日本F****标准。红外光谱分析表明,增强树脂中添加的多元胺改性剂在热固化过程中与增强树脂中的游离甲醛发生了缩合反应。DSC分析表明,多元胺改性剂添加能够降低增强树脂的峰值固化温度。4.大豆蛋白胶粘剂与增强树脂按7：3质量比混合的共混胶粘剂的胶合强度大于0.9 MPa,满足国家Ⅱ类胶合板标准；甲醛释放量在0.1 mg/L左右,满足日本F****标准。对共混胶粘剂固化后的红外分析表明,共混胶粘剂中大豆蛋白与增强树脂在高温固化时,有新的化学键-NH-CH2-生成,二者之间发生了化学结合。
胡世明[6]2011年在《大豆蛋白质材料的化学改性和增塑研究》文中指出本文研究了化学改性对蛋白质材料性能的影响,改性后材料的增塑剂选择以及蛋白质材料成型工艺的探索。使用了二甲基二氯硅烷、氢氧化钠、尿素、硫脲、乙酸、丙酸、亚硫酸钠、硫酸锌、二氧化硅、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸等对大豆分离蛋白的化学改性,尝试了甘油、己内酰胺、乙酰胺、聚乙二醇系列、山梨醇、环氧大豆油等对改性后的蛋白质材料的增塑作用,探索了各种成型方式及工艺条件对材料性能的影响。采用红外光谱对改性大豆分离蛋白进行了表征,并测试了改性后材料的热性能、力学性能、流变性能、耐水性能等。结果表明,强碱可以有效截断蛋白质分子的长链结构,提高蛋白质分子的加工流动性；尿素和硫脲可以使蛋白质充分变性,从而使曲卷的蛋白质长链伸展开,疏水基团暴露有利于耐水性的改善;二甲基二氯硅烷能够反应掉蛋白质上面的亲水基团也有利于提高耐水性；表面活性剂系列对蛋白质具有强烈的变性作用,蛋白质长链伸展后规则排列可以显着提高材料的力学性能。增塑改性结果表明,甘油、聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、山梨醇等小分子多元醇和己内酰胺、乙酰胺等酰胺类对化学改性后的蛋白质具有较好的增塑作用,能显着改善材料的多方面性能,其中聚乙二醇系列对硅烷改性后的材料增塑综合效果优于其他增塑剂,己内酰胺和甘油对表面活性系列改性后的增塑作用综合效果较好。大豆蛋白质材料的加工工艺研究表明,共混采用密炼共混效果要优于二联辊,密炼时间硅烷系列改性的为5分钟,表而活性剂改性的为3分钟,密炼温度硅烷系列改性蛋白质材料的为120℃,表面活性剂改性的为140℃,热压成型温度硅烷系列思维为120℃,表面活性剂系列改性的为140℃,热压时间15分钟为最佳。
杨振兴[7]2011年在《大豆蛋白的化学改性及其复合材料的研究》文中进行了进一步梳理本文概述了大豆蛋白质塑料材料的研究概况,蛋白质塑料材料的改性方法,以及成型工艺等。大豆蛋白质塑料的加工流动性差、力学性差和耐水性差是制约太豆蛋白质塑料产业化的叁个主要瓶颈问题。本论文主要采用化学方法及其与天然纤维和淀粉共混对大豆蛋白质塑料材料进行改性,通过对材料力学性能、加工流变性能、耐水性能的测试,并借助扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)和红外光谱分析(FTIR)等手段,研究了各种改性化学试剂及增强增塑方法和含量对体系基本性能的影响及其与形态结构之间的关系。对大豆蛋白质塑料材料改性分别从以下方面进行研究：(a)本文先后使用了二甲基二氯硅烷(DMCS)和表面活性剂对豆粕(SM)塑料材料进行化学改性。结果表明：对SM进行化学改性时,当SM处在无酸无碱的环境下,表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)用量为1.6phr时,化学改性SM塑料材料达到最佳的力学性能。(b)针对大豆蛋白塑料力学性能较差的问题,采用化学改性和填充改性的方法制备大豆分离蛋白(SPI)与亚麻(FF)、苎麻(RF)复合材料。结果表明,添加两种天然纤维对SPI的增强效果都比较显着,硬度和拉伸强度对比SPI有了很大的提高,当RF用量为10phr时,复合材料的拉伸强度和硬度达到最佳,对复合材料吸水率的测定也较改性前有了很大的改善。(c)本文分别通过在70℃时将原淀粉与DMCS-SPI在水中共混,在25℃下将原淀粉与DMCS-SPI在水溶液中共混,二甲基亚砜(DMSO)改性淀粉后与改性DMCS-SPI共混,来找到最佳的共混方法。实验结果表明,DMSO改性淀粉的加入,体系的力学性能有一定的提高,加工性能有所改善。
张君红[8]2013年在《大豆分离蛋白材料改性方法的研究》文中进行了进一步梳理大豆分离蛋白是一种天然生物高分子材料，其表面含有众多的活泼性基团的，易被酶及土地微生物降解，具有环境友好的特点，在农用以及医用材料方面有着巨大的潜力。然而，大豆分离蛋白还有着需要改善的缺点，如熔体流动性差、机械性能差、疏水性差以及耐热性差等，这些都是在研究大豆蛋白材料时需要解决的问题。本论文使用了多种改性技术对大豆分离蛋白进行改性，并采用混炼模压的方法制备了大豆分离蛋白材料，通过分析表征研究了加工方法以及改性试剂对材料性能的影响。对于加工工艺研究方面，采用叁种加工条件对大豆分离蛋白材料进行改性，比较了直接模压，50℃热烘模压和双辊混炼模压叁种加工方法对改性材料性能的改善情况。双辊混炼由于加热和剪切力的双重作用，能破坏蛋白质分子间作用力，更好的改善大豆蛋白材料的疏水性和机械性能。对于物料组成方面，研究了ZnSO4、CPL和GMA叁种小分子试剂对改性大豆分离蛋白材料性能的影响。这叁种试剂均能与大豆蛋白分子表面结构发生螯合反应，改善大豆蛋白材料的疏水性和力学性能，但是改善效果各有差异。ZnSO4使材料的吸水率下降到50.88%，更好的改善材料的疏水性，GMA使材料的拉伸强度提高到21.29MPa，更好的改善材料的拉伸性能。对于共混材料方面，研究了PAPI以及聚合物PCL和PBS对大豆蛋白共混材料及共混复合材料性能的影响。PAPI可以与大豆蛋白分子表面的氨基发生反应，使大豆蛋白材料的内部疏水性基团暴露出来，增强大豆蛋白材料的疏水性和力学性能。PAPI还可以改善大豆蛋白/PCL复合材料的相容性，使复合材料的吸水率降低到8.05%，拉伸强度和冲击强度提高到27.3MPa和11.46KJ/m2。PCL和PBS也能提高材料的机械性能和疏水性，使复合材料具有良好的热稳定性和断面形貌。PCL能将材料的吸水率降降低到15.56%，拉伸强度和冲击强度提高到32.7MPa和26.65KJ/m2，PBS能将材料的吸水率降降低到16.86%，拉伸强度和冲击强度提高到36.84MPa和17.65KJ/m2。
赵言腾[9]2016年在《羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合生物材料的制备、评价及其应用研究》文中进行了进一步梳理纤维素作为自然界中含量最丰富的天然高分子,已被广泛用于各个行业和领域。因其具有良好的生物相容性,所以也长期应用于生物材料领域。但是,由于人体内没有降解纤维素的酶,这就导致纤维素在体内不能被降解,限制了纤维素作为可降解植入生物材料的应用。羟乙基纤维素是以纤维素为原料,通过碱化和醚化而得到的一种纤维素衍生物,易溶于水,具有良好的增稠、悬浮、分散、乳化、粘合、成膜、保水和提供保护胶体等特性,已被广泛应用在石油开采、涂料、建筑、纺织、造纸、食品、医药等领域。羟乙基纤维素本身不带酸性和碱性基团,无神经毒性,在体内能够分解成单糖,7-14天就能够被人体完全吸收,表现出良好的生物相容性。因此,它不仅具有纤维素的一些优良性能,并且具有纤维素不具备的体内降解性能,从而开发基于羟乙基纤维素的新型生物材料具有重要的理论意义和应用价值。大豆蛋白质作为一种天然高分子,来源丰富,可食用,可降解,在生物材料领域的应用刚刚起步。大豆蛋白质来源于植物,避免了动物源性疾病的传染,其降解产物对细胞无毒副作用,甚至有促进细胞增殖和组织再生的作用。同时,大豆蛋白质具有多种生物活性,比如,可以降低胆固醇,促进骨细胞的分化和生长,降低心血管疾病和一些癌症的发病几率等。良好的降解性、生物相容性和多种生物活性特点,为其在生物材料领域的应用奠定了良好的基础。另外,大豆蛋白质可以通过溶解或者热塑的方法对其进行加工处理,具有良好的加工性能,可制成薄膜、凝胶、海绵和纤维等各种类型的材料。作为生物材料,大豆蛋白质已经在药物释放、伤口敷料和组织工程支架材料等领域得到了一定应用。进一步研发基于大豆蛋白质的生物材料,不仅可丰富生物材料种类,而且可大大提高其附加值,值得深入和系统研究。由此,本论文以羟乙基纤维素和大豆分离蛋白质这两种天然高分子为主要原料,分别通过含有环氧基团的环氧氯丙烷和乙二醇二缩水甘油醚为交联剂,制备羟乙基纤维素／大豆蛋白质复合膜材料和复合海绵材料,系统地评价它们的理化性能和生物相容性；根据海绵材料具有多孔、可透气特性,通过动物实验评价其对皮肤损伤的修复功能；根据海绵材料经过热压后具有形状记忆和遇水可恢复原来形状的特点,通过皮下填充实验,评价其作为体内软组织填充和修复材料的可行性；利用羟乙基纤维素／大豆蛋白质复合海绵良好的加工性能,制备出具有不同通道数目的多通道海绵导管,并通过动物实验评价其对周围神经缺损的修复功能；通过原位聚合反应,在羟乙基纤维素／大豆蛋白质复合海绵内部引入聚毗咯,制备新型高分子生物复合材料,赋予其导电功能和更好的力学性能以及新的潜在用途。本工作的主要内容包括以下几个方面：(1)羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合膜材料的制备及其生物相容性评价研究：以羟乙基纤维素和大豆分离蛋白为主要原料,以环氧氯丙烷为交联剂,通过共混、流延、干燥等工艺制备了羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合膜；通过傅里叶红外光谱、X-射线衍射、碳谱固体核磁、扫描电镜、紫外光谱、吸水和吸潮率检测、体外降解实验和力学性能测试等表征了复合膜的结构和理化性能；通过MTT实验和细胞培养实验评价其细胞相容性；通过血小板粘附、复钙时间和溶血率测量评价其血液相容性；通过体内降解实验评价其组织相容性和生物降解性能。结果表明,通过环氧氯丙烷交联的羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合膜具有可调控的吸水性能、透光性和力学性能,同时具有良好的生物相容性和体内降解性,具有作为生物材料的应用潜能。(2)羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合海绵材料的制备、生物相容性评价及皮肤缺损修复功能研究：以羟乙基纤维素和大豆分离蛋白为主要原料,以乙二醇二缩水甘油醚作为交联剂,通过共混、交联、冷冻干燥等工艺制备了羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合海绵；通过傅里叶红外光谱、X-射线衍射、碳谱固体核磁、扫描电镜、吸水及保水率测试和压缩性能测试表征了复合海绵的结构和理化性能；通过MTT实验和细胞培养实验评价其细胞相容性；通过凝血常规、全血孵育实验和溶血率测量评价其血液相容性；通过大鼠皮肤缺损修复实验,评价其皮肤缺损修复功能和作为伤口敷料的应用潜能。结果表明,复合海绵材料具有均匀的多孔结构、良好的吸水性和保水性能、力学性能和生物相容性,并且具有皮肤缺损修复功能,其修复效果优于医用纱布。(3)形状记忆材料羟乙基纤维素／大豆蛋白质复合海绵的制备及软组织缺损填充与修复功能研究：利用羟乙基纤维素／大豆蛋白质复合海绵的形状记忆功能和热压后遇水恢复原状的性能,研究压力、温度、热压和循环次数等因素对海绵的压缩性能和遇水后的恢复性能的影响；采用傅里叶红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜和吸水率表征可恢复性海绵的理化性能；通过细胞培养实验评价其细胞相容性；通过皮下填充实验评价其用于软组织损伤的填充和修复功能。结果表明,复合海绵材料在一定范围内单一压力作用下,产生的形变具有可恢复性；在单一温度作用下,其形变量很小,对海绵体积变化影响不大,但是温度超过一定温度时材料易分解碳化;热压状况下,在一定温度和压力范围内,其形变可以恢复。动物实验结果表明复合海绵材料具有软组织损伤填充和修复功能。(4)多通道羟乙基纤维素／大豆蛋白质复合海绵神经导管的构建及其周围神经缺损修复功能的研究：利用羟乙基纤维素／大豆蛋白质复合海绵材料制备具有不同通道数目的海绵神经导管,同时制作大鼠坐骨神经缺损模型,研究不同通道数目的复合海绵导管对大鼠周围神经缺损的修复功能。扫描电镜观察导管结构,表明所制备的不同通道数目的海绵导管内的通道均匀分布,通道壁周围遍布复合海绵的孔隙结构；神经缺损桥接手术3个月后,通过HE染色、荧光双标观察,可以看到再生神经排列为较为规则的神经纤维束。通过甲苯胺蓝染色和透射电镜观察,结果表明,有大量的有髓神经纤维再生,3通道和7通道的修复效果要优于单通道导管。通过肌肉masson叁色染色和肌肉纵切扫描电镜观察结果表明,通过导管桥接修复之后,萎缩的肌肉得到一定程度的恢复,3通道和7通道的肌肉恢复程度优于单通道。因此,多通道羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合海绵导管对于缺损的周围神经具有一定的修复作用,并且3通道和7通道的修复效果优于单通道。(5)原位聚合聚吡咯导电复合海绵材料的制备及其生物相容性评价：以羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合海绵为基底材料,通过原位聚合反应,在海绵内引入聚吡咯,赋予其导电功能。通过傅里叶红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜、透射电镜和压缩性能表征导电复合海绵的理化性能；通过MTT实验和细胞培养实验评价导电复合海绵的细胞相容性；通过凝血常规检测、溶血率和血细胞孵育测试评价复合海绵的血液相容性。结果表明,通过原位聚合吡咯,海绵材料的力学强度得到了提高,结构基本保持不变,不仅保持原有的良好的生物相容性,而且具有导电功能,为开发新型导电高分子复合海绵材料提供了依据。综上所述,本论文成功制备了一系列羟乙基纤维素／大豆蛋白质复合膜与复合海绵材料,通过高分子物理和化学的方法表征了复合膜与复合海绵的结构和理化性质,通过体外细胞培养实验、血液实验和动物体内植入实验系统评价了复合膜和复合海绵的细胞相容性、血液相容性、组织相容性和生物降解性,证明了复合膜和复合海绵具有良好的生物相容性和生物降解性,并且通过动物皮肤缺损修复实验、皮下填充实验和周围神经缺损的修复实验证明了其作为组织工程支架材料的应用潜能,为其今后的应用提供了理论依据和实验支撑。
华菁[10]2007年在《大豆分离蛋白的接枝、层层组装及应用研究》文中提出本文对大豆分离蛋白接枝改性及应用进行了研究。大豆分离蛋白分散在8mol/L尿素水溶液中,在N2保护下,以过硫酸铵为引发剂,合成了大豆分离蛋白接枝聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物(SPI-g-PAMPS),对SPI以及SPI-g-PAMPS的溶液性质进行了研究;对可降解大豆分离蛋白膜方面的应用做了初步研究;对以大豆分离蛋白为基质的层层组装进行了探讨。用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、核磁共振仪(NMR)对SPI-g-PAMPS进行了表征,证明了聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸已成功接枝到了大豆分离蛋白上。并讨论了引发剂浓度、单体浓度、变性剂浓度、时间等反应条件对接枝率(GP%)和接枝效率(GE%)的影响。结果表明,接枝率(GP%)和接枝效率(GE%)在4h后达到最大值;随引发剂用量,变性剂用量,单体用量的增加,接枝率(GP%)和接枝效率(GE%)先增加后减小。用紫外分光光度计(UV)研究了SPI, SPI-g-PAMPS在水相体系中的溶解性,热稳定性。利用荧光分光光度计研究了SPI, SPI-g-PAMPS溶液的表面疏水性。结果表明:与SPI相比,SPI-g-PAMPS的水溶性得到提高,尤其在等电点附近溶解性提高约20%以上;SPI-g-PAMPS在水相体系中的稳定性能较好,在相同条件下,加热时间的长短以及加热的温度对SPI-g-PAMPS的溶解性影响不大;SPI-g-PAMPS的表面疏水性(S0)明显降低,并且随着接枝率的增加,其表面疏水性下降。还用动态激光光散射(DLS)进一步研究了SPI, SPI-g-PAMPS在水相体系中对pH值的响应性。结果发现:SPI对水相pH值具有很高的响应性。大豆分离蛋白平均流体动力学半径
参考文献：
[1]. 大豆蛋白质的共混改性研究[D]. 陈云. 武汉大学. 2004
[2]. 大豆蛋白质/聚羟基脂肪酸酯生物可降解聚合物的分子组装改性研究[D]. 马晓录. 天津大学. 2005
[3]. 环境友好大豆分离蛋白共混薄膜材料研究[D]. 苏峻峰. 天津大学. 2009
[4]. 豆粕复合材料的制备及性能研究[D]. 胡小兵. 西安科技大学. 2005
[5]. 大豆基蛋白胶粘剂改性及性能研究[D]. 桑子涛. 北京林业大学. 2011
[6]. 大豆蛋白质材料的化学改性和增塑研究[D]. 胡世明. 天津科技大学. 2011
[7]. 大豆蛋白的化学改性及其复合材料的研究[D]. 杨振兴. 天津科技大学. 2011
[8]. 大豆分离蛋白材料改性方法的研究[D]. 张君红. 北京化工大学. 2013
[9]. 羟乙基纤维素/大豆蛋白质复合生物材料的制备、评价及其应用研究[D]. 赵言腾. 武汉大学. 2016
[10]. 大豆分离蛋白的接枝、层层组装及应用研究[D]. 华菁. 江南大学. 2007