絲素蛋白在離子液體中溶解及再生研究.pdf

1、蛋白質(zhì)材料作為自然界豐富的可再生資源之一，其綜合利用受到了廣泛重視。室溫離子液體作為一種有廣闊應(yīng)用前景的綠色溶劑，為蛋白質(zhì)材料的加工提供了一種新的方法。
　　 本文以離子液體為溶劑，研究絲素蛋白在離子液體中的溶解特性、絲素蛋白／離子液體濃溶液的流變特性、絲素蛋白再生制品的結(jié)構(gòu)和性能，作為開(kāi)發(fā)以離子液體為溶劑的蛋白質(zhì)材料再加工的基礎(chǔ)。
　　 首先研究了絲素蛋白在不同結(jié)構(gòu)的離子液體1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化物([AMIM]

2、C1)和1-丁基-3-甲基咪唑氯化物([BMIM]Cl)中的溶解速率和溶解度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相同條件下，絲素蛋白在[AMIM]C1中具有較快的溶解速率和較大的溶解度；隨溫度的升高，溶解速度加快，合適的溫度為95℃～105℃；隨著絲素蛋白濃度的增大，相同條件下絲素蛋白在離子液體中的溶解速度減慢。采用粘度法測(cè)定了絲素蛋白分子量隨溶解時(shí)間和溫度變化，結(jié)果表明隨加熱時(shí)間增加和溫度升高，蛋白質(zhì)分子量減小。為保證絲素蛋白聚合度的穩(wěn)定性和溶解速率，溫度一

3、般控制在100℃以下，溶解時(shí)間小于5小時(shí)。
　　 采用HAKKERS150L錐板流變儀對(duì)絲素蛋白／離子液體溶液的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)流變行為進(jìn)行了研究。穩(wěn)態(tài)流變表明：低剪切速率時(shí)，溶液表觀粘度與切變速率無(wú)關(guān)，呈牛頓流體特性；在高剪切速率區(qū)，溶液表現(xiàn)為切力變稀的流變行為，且隨濃度的增大和溫度的降低，發(fā)生切力變稀的臨界剪切速率向低速率區(qū)移動(dòng)。絲素蛋白／離子液體溶液的零切粘度隨濃度的變化在低濃度區(qū)符合聚合物稀溶液的變化關(guān)系，而在高濃度區(qū)冪指數(shù)僅

4、為1.91，并沒(méi)有典型的柔性高分子所表現(xiàn)出的高纏結(jié)狀態(tài)。絲素蛋白/[BMIM]Cl溶液的粘流活化能(9％-50.4kJ/mol，12％-80kJ/mol)比一般常規(guī)溶劑的溶液大，說(shuō)明溫度對(duì)粘度的影響較大。故成型時(shí)，可以用升高溫度的方法降低溶液的粘度，但是必須嚴(yán)格保證溫度的穩(wěn)定性。動(dòng)態(tài)流變結(jié)果顯示溶液彈性隨著溶液濃度的增大、溫度的降低而增大，實(shí)驗(yàn)條件下溶液并未出現(xiàn)凝膠點(diǎn)，說(shuō)明溶液很穩(wěn)定。
　　 以絲素蛋白為原料，離子液體為溶劑，甲