丝素蛋白氧化石墨烯多巴胺复合膜的制备及性能研究毕业论文
2022-05-29 10:05
论文总字数:18833字
摘 要
丝素蛋白(SF)本身具有良好的机械性能和理化性质,如良好的拉伸强度、生物相容性和透气透湿性等,而且通过不同制备方法可以得到不同的形态,如纤维、薄膜以及凝胶等。用浇铸法制备的纯SF膜能在水中溶解,且比较脆硬,难以直接满足各种应用领域的使用要求。而氧化石墨烯(GO)由于可以在SF溶液中均匀分散,并且对SF基体有较大的增强效果,与SF复合后可以提高SF薄膜的各方面性能。同时多巴胺(DA)可以氧化自聚成为聚多巴胺(PDA), PDA可以与SF和GO产生大量氢键,增强基体中分子的相互作用力,进一步提高合薄膜的性能。
本实验采用浇铸法,在pH=8.5的条件下,在SF中加入GO和DA,制备SF/GO/PDA复合薄膜。通过X射线衍射(XRD)、衰减全反射傅里叶红外光谱法(ATR-FTIR)、接触角测试、力学性能测试和溶失率测试,研究不同的DA添加量对所制备的复合薄膜的结构及性能影响。
关键词:丝素蛋白 氧化石墨烯 多巴胺 复合膜
Preparation and properties of silk fibroin / graphene oxide / poly dopamine composite membranes
Abstract
Silk fibroin (SF) itself has good mechanical properties and physicochemical properties, such as tensile strength, good biology compatibility and breathable, and through different preparation method can get different forms, such as fibers, films and gels. The pure SF film prepared by pouring method can dissolve in water, and it is relatively crisp harde and hard to meet the application requirements of various application domains.While graphene oxide (GO) can be dispersed in SF solution, and has a greater effect on the SF matrix, and can improve the performance of SF film after composite with SF.. And dopamine (DA) can be oxidized self-assembled into polydopamine (PDA), PDA can produce a large number of hydrogen bonds with SF and GO, enhance the interaction between molecules in the matrix, to further improve the performance of the composite film.
In this experiment, the SF/GO/PDA composite film was prepared by GO and DA to SF under the condition of pH=8.5.By means of X-ray diffraction (XRD), attenuated total reflection Fourier infrared spectroscopy method (ATR-FTIR), contact angle test, mechanical property test and dissolve loss rate test and study the effect on the structure and properties of the composite films prepared by different DA were studied.
.Key Words :Silk fibroin; Graphene oxide; Polydopamine; Composite films
目 录
摘要………………………………………………………………………………………………I
Abstract………………………………………………………………………………………II
第一章 绪论……………………………………………………………………………………1
1.1 引言……………………………………………………………………………………1
1.2 丝素SF…………………………………………………………………………………1
1.2.1 蚕丝………………………………………………………………………………2
1.2.2 丝素蛋白概述……………………………………………………………………2
1.2.3 丝素膜的制备……………………………………………………………………2
1.2.4 丝素膜的改性研究………………………………………………………………2
1.3 氧化石墨烯……………………………………………………………………………2
1.3.1 石墨烯…………………………………………………………………………3
1.3.2 氧化石墨烯的概述……………………………………………………………3
1.3.3 制备氧化石墨烯………………………………………………………………4
1.3.3.1 Hummers法制备氧化石墨烯……………………………………………4
1.3.3.2 超声波辅助Hummers法制备氧化石墨烯………………………………5
1.3.4 氧化石墨烯的性能……………………………………………………………5
1.4 多巴胺…………………………………………………………………………………7
1.4.1 多巴胺概述……………………………………………………………………7
1.4.2 多巴胺在膜材料复合改性的研究……………………………………………7
第二章 实验部分……………………………………………………………………………9
2.1 实验原料……………………………………………………………………………9
2.2 实验仪器……………………………………………………………………………9
2.3 再生丝素溶液的制备………………………………………………………………11
2.3.1 蚕丝脱胶………………………………………………………………………11
2.3.2 丝素的溶解……………………………………………………………………11
2.3.3 丝素溶液透析除盐……………………………………………………………11
2.4 氧化石墨烯的制备…………………………………………………………………11
2.5 丝素蛋白/氧化石墨烯/聚多巴胺复合膜制备……………………………………12
2.6 分析测试方法………………………………………………………………………12
2.6.1 X射线衍射(XRD)………………………………………………………………12
2.6.2 衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)………………………………12
2.6.3 接触角测试……………………………………………………………………12
2.6.4 力学性能测试…………………………………………………………………13
2.6.5 溶失率测试……………………………………………………………………13
第三章 结果与讨论…………………………………………………………………………14
3.1 SF/GO/PDA浇铸膜XRD测试………………………………………………………14
3.2 SF/GO/PDA浇铸膜的ATR-FTIR测试……………………………………14
3.3 SF/GO/PDA浇铸膜接触角测试………………………………………………………15
3.4 SF/GO/PDA浇铸膜拉伸试验………………………………………………16
3.5 SF/GO/PDA浇铸膜不同DA含量溶失率……………………………………………17
第四章 结论与展望…………………………………………………………………………19
4.1 结论…………………………………………………………………………………19
4.2 展望…………………………………………………………………………………19
参考文献……………………………………………………………………………………20
致谢……………………………………………………………………………………………22
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