[发明专利]一种以无机晶须增强的角蛋白复合膜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型角蛋白复合膜，尤其是一种由无机晶须增强的并以动物毛为原料的角蛋白膜及其制备方法。

背景技术

目前，将废弃动物纤维完全溶解的制备技术已趋向于成熟，使得由角蛋白再生化的技术成为国内外学者所关注的一项研究课题。虽然已有国内专利（申请号：200410052922.3和200410011190.3）报到，但进介绍完全溶解技术，与本发明使用的原料、制备过程及工艺和不存在增强原理存在不同。

已有的若干专利报道，如：

申请号为 200810162526.4的中国发明专利“一种羽毛蛋白膜的制备方法”报道了采用碱先对羽毛进行脱胶，再在高温下对羽毛进行溶解，最后在恒温恒湿箱中进行成膜，得到羽毛蛋白膜。但该专利中未给出再生膜的性能数据，更未进行有目的和方式的增强。

申请号为200410052922.3的中国发明专利“一种羊毛角朊蛋白及其制品的制备方法”描述了将羊毛由含二硫键断开剂及强极性的中性助剂溶解，经过滤、透析、浓缩为无色无味的透明角朊蛋白溶液后，再经固化成形，可得角朊蛋白膜。发现含交联剂（水溶性的多元环氧化合物或多元羧酸，如三环氧丙基甘油醚、已二酸等）的角蛋白膜强度高于不含交联剂的20-25%。该专利仅是对角蛋白实现溶解和增塑及简单制备。

申请号为  200410011190.3的中国发明专利“一种蛋白膜及其制备方法”利用畜禽毛角硬蛋白为原料，经过清洗、软化、碾碎、水解后制膜。为了提高成膜强度，制膜时需加入增强剂（聚乙烯醇、羧甲基纤维素等），但再生膜中粗蛋白含量不超过50%。角蛋白不是主体，主体是聚乙烯醇或羧甲基纤维素。而角蛋白本质上的作用是添加物。

以上角蛋白膜制造的共同特点是：因纯的再生角蛋白膜力学性能差，改而通过添加交联剂或与角蛋白有较好相容性的高聚物以提高其力学性能。添加交联剂的作用仅是增塑，其本质是通过提高蛋白膜的含水率来提高纯膜的机械性能，效果有限；添加高聚物时，则从膜的结构上看，高聚物是连续相，角蛋白则成为分散相，偏离了制造再生角蛋白膜，并以角蛋白为主的初衷。

而类似专利，申请号为200910048839.1的中国发明专利“一种角蛋白无机晶须增强生物相容性同质复合膜及其制备方法”和申请号为200910048841.9的中国发明专利“一种角蛋白无机晶须增强的天然蛋白质复合膜及其制备方法”所述的角蛋白基质和角蛋白无机晶须均是从天然角蛋白纤维中提取得到，所得生物相容性复合膜可用作生物修复材料。该两项专利强调的不是增强角蛋白膜，强调的只是复合膜的功能作用。

同样，如申请号为200610125085.1的中国发明专利“甲壳素无机晶须复合弹性材料及其制备方法和用途” 提供了以甲壳素无机晶须和水溶性聚酯型聚氨酯混合，制得具有优良弹性的共混弹性材料，而且其力学强度比纯粹的水性聚氨酯有明显提高，这说明了无机晶须物质能够实现对材料的增强效果。但该专利制备的聚氨酯与人体细胞的生物相容性不及天然角蛋白材料的好，因此聚氨酯只可在抑菌的器具、膜材料或医用包扎带中使用，不能成为接触人工皮肤的敷料用于创伤修复，或组织细胞的培养载体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以毛发角蛋白为原料制成的具有一定力学性能的角蛋白膜及其制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种以对环境和人体无害、且可批量生产的无机晶须作为增强相来制备角蛋白复合膜，其特征在于，由角蛋白基质和分散在角蛋白基质中的无机晶须、表面偶联剂以及增塑剂组成，偶联剂与无机晶须的重量比为1-3：100，无机晶须与角蛋白基质的重量比为3-10：90-97，增塑剂与角蛋白复合膜的重量比为0.05-2：100。

无机晶须在角蛋白基质中随机排列或取向排列。

所述的角蛋白基质是从天然角蛋白纤维中提取得到，所述的天然角蛋白纤维优选为人发、羊绒、驼毛、牦牛毛、羊毛、马毛或牛毛。

所述的无机晶须优选为直径为0.1-5微米、长度为1-50微米的硼酸铝、钛酸钾或硼酸镁晶须。

所述的偶联剂为硅烷偶联剂，优选为KH550、KH560、KH570、KH792或DL602。

所述的增塑剂优选为乙二醇、丙二醇和丙三醇中的一种或两种。

本发明还提供了上述以无机晶须增强的角蛋白复合膜的制备方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步、将偶联剂与乙醇以体积百分比为1:4混合得到偶联剂稀释液，将偶联剂稀释液按比例喷洒于无机晶须表面，常温放置0.5-2小时以使乙醇完全挥发，控制温度为50-70℃进行无机晶须表面偶联3-4小时；