[發(fā)明專利]絲素蛋白基儲(chǔ)能纖維膜材料

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010631001.1
• 申請(qǐng)日: 2020-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN111961210A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 嘉興市爵拓科技有限公司
• 主分類號(hào): C08G81/00
• 分類號(hào): C08G81/00;D01F1/10;D01F6/94;D04H1/728;D04H3/02;D01D5/00
• 代理公司: 北京國(guó)翰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11696
• 代理人: 周蕓蕓

本發(fā)明公開了一種絲素蛋白基儲(chǔ)能纖維膜材料，涉及儲(chǔ)能調(diào)溫纖維技術(shù)領(lǐng)域。該絲素蛋白基儲(chǔ)能纖維膜材料由改性絲素蛋白和相變材料組成，其制備方法包括：利用亞麻籽膠改性絲素蛋白，再將金屬有機(jī)材料摻雜的二元復(fù)合相變材料熔融后加入改性絲素蛋白水溶液中，在乳化劑作用下攪拌得到乳液；接著加入乙醇，攪拌，先冷凍、再解凍，得到乳白色懸浮液；然后注入靜電紡絲裝置中進(jìn)行靜電紡絲，獲得絲素蛋白基儲(chǔ)能纖維膜。所述纖維膜材料具良好的力學(xué)性能和優(yōu)異的調(diào)溫性能，且生物相容性好，無毒無污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于儲(chǔ)能調(diào)溫纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種絲素蛋白基儲(chǔ)能纖維膜材料。

背景技術(shù)

絲素蛋白是從蠶絲中提取出來的天然高分子蛋白，是經(jīng)FDA批準(zhǔn)的一種無毒、無刺激、并有著良好的機(jī)械性能和獨(dú)特的生物活性的天然生物材料，具有良好的生物相容性和降解性、良好的透氣和透濕性、低免疫原性等，近年來被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)藥等領(lǐng)域。而且，由靜電紡絲技術(shù)得到的再生絲素蛋白納米纖維，具有尺度小、比表面積大和物理性能優(yōu)異等特性，更加拓展了其在生物組織工程支架、傷口創(chuàng)面修復(fù)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。

儲(chǔ)能調(diào)溫纖維是將相變儲(chǔ)能材料與纖維復(fù)合，得到能自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的智能纖維。利用相變儲(chǔ)熱物質(zhì)相態(tài)可逆變化的性能，可以隨著外界環(huán)境的變化主動(dòng)吸收、存儲(chǔ)、分配和放出大量熱量，營(yíng)造出具有雙向溫度調(diào)節(jié)的“微環(huán)境”，從而達(dá)到纖維對(duì)局部微環(huán)境溫度的平衡和調(diào)節(jié)的目的。因此，儲(chǔ)能調(diào)溫纖維作為一種新型材料，不僅在服裝織品、建筑以及航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，也逐漸在醫(yī)用紡織品領(lǐng)域，甚至創(chuàng)面修復(fù)領(lǐng)域占據(jù)了一席之地。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種絲素蛋白基儲(chǔ)能纖維膜材料，該絲素蛋白儲(chǔ)能纖維膜材料具有較高的儲(chǔ)能性能和較好的機(jī)械性能；同時(shí)還具有較好的吸水性和生物相容性。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案為：

一種改性絲素蛋白，所述絲素蛋白利用亞麻籽膠和環(huán)氧氯丙烷進(jìn)行改性獲得。利用亞麻籽膠對(duì)絲素蛋白進(jìn)行改性，先用環(huán)氧氯丙烷對(duì)亞麻籽膠進(jìn)行環(huán)氧化，再與絲素蛋白發(fā)生反應(yīng)進(jìn)行接枝，增加兩者的相容性；同時(shí)亞麻籽膠與絲素蛋白之間存在較強(qiáng)的氫鍵作用，使得絲素蛋白聚集態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，纖維膜材料的拉伸力學(xué)性能有明顯的提升，具有較好的機(jī)械性能。除此之外，纖維膜材料的吸水性能也有明顯的提升。

優(yōu)選地，所述改性絲素蛋白的接枝率≥20％。

一種絲素蛋白基儲(chǔ)能纖維膜材料，包括改性絲素蛋白和相變材料。

優(yōu)選地，相變材料由鯨蠟硬脂醇、阿魏酸和金屬有機(jī)框架材料組成；其中，鯨蠟硬脂醇和阿魏酸的質(zhì)量比為1：1～1.2；金屬有機(jī)框架材料含量為0.1～0.3％。二元復(fù)合相變材料具有合適的相變溫度，較大的相變潛熱。金屬-有機(jī)框架材料過渡金屬離子與有機(jī)配體通過自組裝形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶體多孔材料。它具有高孔隙率、低密度、大比表面積、孔道規(guī)則、孔徑可調(diào)以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多樣性和可裁剪性等優(yōu)點(diǎn)。摻雜金屬有機(jī)納米材料后，復(fù)合相變材料具有較高的熱導(dǎo)率。與改性的絲素蛋白膜進(jìn)行復(fù)合構(gòu)建，形成儲(chǔ)熱調(diào)溫材料，可以營(yíng)造一個(gè)溫度相對(duì)恒定的“微氣候”環(huán)境，具有較好的儲(chǔ)熱性能。同時(shí)可以促進(jìn)絲素蛋白從Silk Ⅰ向SilkⅡ的構(gòu)象轉(zhuǎn)變，形成β-折疊的分子鏈，并以此為交聯(lián)點(diǎn)形成三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，使得纖維膜具有優(yōu)異的拉伸力學(xué)性能，材料整體的機(jī)械性能提升。除此之外，金屬有機(jī)框架材料的多孔結(jié)構(gòu)，還可以吸收水分，進(jìn)而提升纖維膜材料的吸濕性能。

優(yōu)選地，金屬有機(jī)框架材料包括：MIL系列材料、PCN系列材料、UiO系列材料、ZIF系列材料、IRMOF系列材料中的一種。

優(yōu)選地，相變材料與改性絲素蛋白的質(zhì)量比為1:4～5。

優(yōu)選地，絲素蛋白基儲(chǔ)能纖維膜材料的儲(chǔ)熱焓值為92～124J/g。

絲素蛋白基儲(chǔ)能纖維膜材料的制備方法，包括：