胶原蛋白纺织纤维
胶原蛋白纤维结构与性能研究
胶原蛋白纤维结构与性能研究苏玉恒;孔繁荣【摘要】胶原蛋白纤维是由胶原蛋白与聚乙烯醇共混的新型改性合成纤维.为了研究胶原蛋白纤维的可纺性和产品开发方向,对纤维的形态结构、强伸性能、回潮率、质量比电阻等性能进行了测试.结果表明,胶原蛋白纤维的截面呈扁圆形或腰圆形,内部结构松散,表面有纵向沟槽;红外光谱分析表明其主体成分为聚乙烯醇,共混结合的胶原蛋白特征明显,很好地保证了胶原蛋白的三螺旋结构;胶原蛋白纤维的干湿态强度、回潮率均大于聚乙烯醇纤维,初始模量与聚乙烯醇纤维接近,大于大豆蛋白纤维和羊毛纤维,具有较高的比电阻,适用于床上用品、衫衣及针织内衣等产品的开发.【期刊名称】《河南工程学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2014(026)003【总页数】3页(P15-17)【关键词】胶原蛋白纤维;形态;红外光谱;强伸性【作者】苏玉恒;孔繁荣【作者单位】河南工程学院纺织学院,河南郑州450007;河南工程学院纺织学院,河南郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TS102.2胶原蛋白广泛存在于动物的皮、骨、软骨、牙齿、肌腱、韧带和血管中,起着支撑器官、保护机体的重要作用,也是组成细胞间质重要的功能蛋白质.由于其独特的理化性质和优良的生物相容性,在许多领域得到了广泛应用[1].胶原蛋白与壳聚糖共混纺丝得到的复合纤维和皮肤有较好的亲和性能,具有穿着更加舒适的特点,同时具有可生物降解和广谱抗菌性能[2],特别是经特殊方法制得的胶原蛋白壳聚糖复合材料,已用于多种组织工程支架.早在20世纪80年代,国外已开展了胶原蛋白复合纤维的研究,特别是胶原蛋白与聚丙烯腈、聚乙烯醇共混制备复合纤维.本研究所用胶原蛋白纤维是由上海全宇生物科技遂平有限公司开发生产的一种动物胶原蛋白及聚乙烯醇共混的一种可降解的环保纤维.1.1 实验材料胶原蛋白改性纤维1.5 dte x×38 mm,由上海全宇生物科技遂平有限公司提供. 1.2 方法采用FEI Quanta 250扫描电子显微镜,观察纤维纵向与横向的表面结构.红外光谱采用耐施670傅里叶红外光谱仪测试,扫描次数为32,分辨率为4 cm-1,波数为400~4 000 cm-1.单纤维强力采用LLY-06B型电子纤维强力仪进行测试,测试项目包括一次拉伸、松弛和蠕变,拉伸速度为10 mm/min,隔距为10 mm,一次拉伸实验的1,2,3定伸长分别为4%,6%和10%,预加张力为0.3 cN,松弛测试的施加张力为3 cN,蠕变测试的定伸长设定3%,测试根数30根.纤维摩擦系数采用Y151型纤维摩擦系数仪,测试转速为30 r/min.回潮率采用YG747型通风式快速八篮恒温烘箱,烘箱温度为(105±2)℃,试样质量为50 g.纤维比电阻采用YG321型纤维比电阻测试仪,测试纤维质量为15 g.试样实验前在温度(20±1)℃、相对湿度(65±3)%的标准温湿度环境下放置24 h后进行预调湿.2.1 胶原蛋白纤维的形态图1和图2为胶原蛋白纤维在扫描电子显微镜 4 000倍下的纵向结构和800及10 000倍下的横向结构照片.由图可知,胶原蛋白纤维的截面呈扁圆形或腰圆形,纤维结构较为松散,内部有微孔或纵向的裂隙;纤维纵向较平滑,但有明显的纵向沟纹,并伴有散布的与内部贯通的裂纹,胶原蛋白的形态结构表明纤维有一定的抗变形和吸湿、透气、导湿的特点.2.2 红外光谱图3为胶原蛋白纤维与聚乙烯醇纤维的红外光谱图,两者的特征峰基本接近,说明纤维的主要成分仍然是聚乙烯醇.胶原蛋白的三级结构呈独有的右手三螺旋构型,所以红外光谱的酰胺A、酰胺Ⅰ和酰胺Ⅲ具有明显特征[3].在X—H伸缩振动区(4 000~2 500 cm-1)胶原蛋白纤维出现4个峰,其中前3个峰与聚乙烯醇的位置相近,胶原蛋白纤维出现在3 290 cm-1,2 940 cm-1和2 910 cm-1,聚乙烯醇则出现在3 460 cm-1,2 940 cm-1和2 910 cm-1,显然3 290 cm-1是胶原蛋白酰胺A谱带由N—H的伸缩振动引起的.正常的胶原蛋白纤维酰胺A谱带应在3 320 cm-1(牛源Ⅰ胶原蛋白)处,但与聚乙烯醇共混后,其中的聚乙烯醇的羟基的氢键与胶原蛋白的氢基结合使特征峰宽化并向低波数移动,从而被拉低到现在的位置.另外两个峰则是聚乙烯醇的羟基吸收峰,胶原蛋白纤维在2 850 cm-1处出现一个明显吸收峰,为醛基吸收峰,表明共混的聚乙烯醇缩甲醛纤维含有更多醛基. 在双键区(2 000~1 500 cm-1)两种纤维出现明显差异,胶原蛋白纤维在1 640 cm-1和1 540 cm-1处出现2个峰,其中在1 640 cm-1处仅有一个峰,这是胶原蛋白的酰胺Ⅰ谱带的明显特征,1 540 cm-1的峰为酰胺Ⅱ谱带,由异相N—H 面内弯曲振动和C—N伸缩振动共同产生.指纹区(1 500~400 cm-1)谱带的振动组成比较复杂,但在1 024 cm-1处的吸收峰是酰胺Ⅲ的典型谱位.胶原蛋白纤维红外光谱与聚乙烯醇纤维特征峰接近,但其酰胺A、酰胺Ⅰ和酰胺Ⅲ等胶原蛋白特征峰明显,其位置和特点反映了其三螺旋结构的基本特征,表明共混胶原蛋白纤维中的蛋白质具有胶原蛋白的特征.2.3 纤维的力学性能表1为胶原蛋白纤维与其他几种蛋白质纤维和聚乙烯醇纤维的力学性能指标.胶原蛋白纤维具有较高的强度、初始模量和摩擦系数,但伸长率偏低.因此,胶原蛋白纤维产品在强力和保型性方面有较好的表现,但手感相对于其他蛋白质纤维较为粗糙硬挺.由于其较大的摩擦系数在纺纱加工过程中会有较大的摩擦阻力,在开松、梳理和牵伸过程中会有一定的困难,所以在纺纱前应适当添加油剂,以改善其加工性能.2.4 胶原蛋白纤维的吸湿性胶原蛋白纤维的回潮率为6.2%,低于棉等天然纤维,但比一般化学合成纤维如聚酯纤维(0.4%)、聚丙烯腈纤维(4.5%)、聚乙烯醇纤维(5.0%)和聚丙烯纤维(1.0%)大,特别是胶原蛋白的共混提高了聚乙烯醇纤维的吸湿性,与棉的回潮率进一步接近.良好的吸湿性会使纤维的导电性增加,介电常数变大,抗静电性能增加,这给纺织加工和正常使用提供了方便,同时作为服用面料也有较好的穿着舒适性.2.5 胶原蛋白纤维的导电性能胶原蛋白纤维的质量比电阻为7.125×109 Ω·g/cm2,远大于棉纤维和羊毛纤维,与聚乙烯醇纤维基本一致.一般纺织纤维质量比电阻在107 Ω·g/cm2以下为好,否则应采取防静电的措施,特别是109 Ω·g/cm2以上的就必须采取防静电措施了.因此,胶原蛋白纤维纺纱加工过程中也应采取抗静电措施.胶原蛋白纤维是对畜牧、皮革等产业废弃物的再利用,不占用和浪费资源,是一种适应现代可持续发展的产品.胶原蛋白纤维具有良好的吸湿透气性和强力,初始模量较大,纺纱性能较好,穿着舒适,比大多数蛋白质纤维产品的保型性和挺括性好,适用于床上用品、衫衣及针织内衣等产品的开发.【相关文献】[1] 安锋利,王建林,权美平,等.胶原蛋白的应用及其发展前景[J].贵州农业科学,2011,39(1):8-11.[2] 钱江,汤克勇,曹健,等.一种新型绿色纤维——胶原蛋白与壳聚糖共混纤维[J].中国皮革,2004,33(11):4-6.[3] 陈静涛,赵玉萍,徐政,等.重组胶原蛋白与牛源Ⅰ型胶原蛋白红外光谱研究[J].材料导报,2008,22(3):119-121.。
胶原蛋白的提取及其对纺织材料的改性研究_肖高
摘要:对从不同的废弃皮革原料中提取胶原蛋白的酸法、碱法、盐法和酶法工艺,以及胶原蛋白对桑蚕丝结构与性能的改性,胶原蛋白对棉纤维结构与性能改性,胶原蛋白与合成纤维的共混改性,胶原蛋白与丝素、壳聚糖静电纺丝制备共混纳米复合纤维几个重要研究方向进行了综述,并对胶原蛋白在纺织领域的发展方向提出了一些建议。
关键词:胶原蛋白;提取方法;纺织材料;改性中图分类号:TS102.6;TS51 文献标识码:A 文章编号:1001-7003(2010)02-0005-05胶原蛋白的提取及其对纺织材料的改性研究肖 高,施亦东,陈衍夏(四川大学 轻纺与食品学院,成都 610065)收稿日期:2009-09-18作者简介:肖高(1986- ),男,硕士研究生,研究方向为环境友好型功能纺织材料的开发。
通讯作者:施亦东,副教授,shiyidong@。
Extraction of Collagen Protein and Modi fi cation Research ofTextile Materials with Collagen ProteinXIAO Gao, SHI Yi-dong, CHEN Yan-xia(College of Textile and Food, Sichuan University, Chengdu 610065, China)Abstract: This thesis overviewed following important research directions: extraction of collagen protein from various scrap leather raw materials, collagen protein's modification to silk's structure and performance; collagen protein's modification to cotton fiber's structure and performance, collagen protein and synthetic fiber's blend modi fi cation and blend nano-composite fi bers made by collagen protein, fi broin and electrospinning of chitosan. The thesis also suggested some proposes for collagen protein's development direction in the textile fi eld.Keywords: Collagen protein; Extraction method; Textile materials; Modification胶原蛋白是一种天然的纤维蛋白,主要存在于动物的皮、骨、肌腱等组织中,是结缔组织中重要的结构蛋白,起着支撑器官、保护机体的功能。
胶原蛋白在纺织上的应用
61C H I N AV E N T U R EC A P I T A LTECHNOLOGY APPLICATION |科技技术应用胶原蛋白是一种白色、不透明、无支链的纤维蛋白质,是由动物细胞组成的一种生物性高分子,广泛存在于动物的骨、腱、肌鞘、韧带、肌膜、软骨和皮肤中,是结缔组织中极其重要的一种蛋白质。
胶原蛋白被誉为“骨中之骨”、“肤中之肤”,其组织几乎与人体皮肤组织相同,对人体皮肤具有保湿、营养、亮肤、紧肤、防皱、修复之功效,还具有优良的生物相容性和生物可降解性,是其它合成高分子材料无法比拟的。
胶原蛋白结构和功能的多样性和复杂性,决定了其在许多领域的重要地位,以及良好的应用前景。
目前,胶原蛋白已广泛地应用于食品、化妆品、营养保健品、生物肥料以及医用材料等领域。
现阶段,人们日常使用的纺织品大部分都经过化学助剂加工处理,尽管可以达到各种各样的功能性效果,但对于人体也存在较大的伤害。
因此,在追求高品质生活以及环保节能的今天,人们希望能够使用更加环保无毒的亲肤整理剂及整理方法替代现有的纺织品整理方式。
所以,开发新型的环保的亲肤整理剂,并将其应用于染整生产中,可从根本上拓宽纺织产品的应用,提高其附加值,实现纺织印染行业的健康环保生产,具有非常显著的社会效益和经济效益。
单独采用胶原蛋白制成的蛋白纤维的成纤效果差,应用范围小(主要用作医用敷料),且生产成本高,不利于市场的大规模推广应用。
利用胶原蛋白对纤维进行改性,可以发挥二者的各自优势,避免不利因素,有利于产品的市场的推广和应用范围的拓展。
本文系统地讨论了胶原蛋白在纺织品上的应用,并展望了胶原蛋白改性纺织品在未来的发展前景。
一、胶原蛋白改性纤维的方法胶原蛋白对纤维的改性主要有两种方法:一种是通过化学试剂的作用改变纤维的分子结构,引进能与胶原蛋白发生反应的基团,现阶段纤维素的胶原蛋白改性基本上都采用这种方法;另一种就是采用合适的交联剂使纤维和胶原蛋白发生交联反应,从而实现改性的目的。
胶原蛋白的应用与原理
胶原蛋白的应用与原理1. 胶原蛋白概述胶原蛋白是一种主要存在于动物组织中的蛋白质,它在维持组织的结构和功能方面起着重要的作用。
胶原蛋白具有高度的稳定性和韧性,可用于多种应用领域。
2. 胶原蛋白的应用2.1 医疗领域•用于生物修复:胶原蛋白可用于组织工程和再生医学领域,用于修复受伤组织和器官。
通过提供支架支持和促进细胞黏附和增殖,胶原蛋白可以帮助恢复和重建受损的组织。
•用于药物传递:胶原蛋白可以作为药物传递系统的载体,帮助药物的定向释放和保护。
利用胶原蛋白的生物相容性和可降解性,可以制备出可控释放药物的微球和纳米粒子。
•用于美容医学:胶原蛋白被广泛应用于填充剂和皮肤再生领域,用于改善皮肤的弹性和紧致度。
通过注射胶原蛋白,可以减少细纹和皱纹,增加面部轮廓的丰满度。
2.2 食品和保健品领域•用于食品添加剂:胶原蛋白可以用于提高食品的质地和口感,增加食品的品质和吸引力。
例如,在肉制品中添加胶原蛋白可以增加其嫩度和口感;在饮料和甜点中添加胶原蛋白可以增加其稠度和口感。
•用于保健品:胶原蛋白被广泛应用于保健品领域,用于维持和促进皮肤、关节和骨骼健康。
通过补充胶原蛋白,可以减少皮肤的松弛和皱纹,增加关节的灵活性和骨骼的健康。
2.3 工业领域•用于纤维制造:胶原蛋白可以用于制造纤维和纺织品,例如胶原蛋白纤维可以制作纺织品、纤维薄膜和人工皮肤。
这些纤维具有良好的弹性和韧性特性,可应用于纺织、医疗和环境工程领域等。
•用于胶凝材料:胶原蛋白可以用于制备胶凝材料,例如骨胶原可以用于制备生物活性和可降解的胶凝材料,用于骨组织的修复和再生。
3. 胶原蛋白的原理胶原蛋白的原理基于其分子结构和特性: - 分子结构:胶原蛋白由三股α螺旋结构组成,具有高度的稳定性和特殊的结构稳定性。
- 特性:胶原蛋白具有良好的生物相容性、生物降解性和生物活性,可与体内组织相容并刺激细胞增殖。
胶原蛋白的应用原理主要包括: - 支架支持:胶原蛋白的结构可以提供支架支持,帮助细胞定向生长和修复组织。
胶原蛋白纤维的性能与应用
徐永建 安俊健 碎皮胶原纤维配抄性能的研究 ≈ 陕西科技大学学报 王志杰 花莉 李洪来 动物纤维作纸张增强剂的探 讨≈ 纸和造纸 任俊丽 邱化玉 付丽红 胶原蛋白及其在造纸工业 中的应用≈ 中国造纸学报 丁志文 李丽 利用皮革废弃物开发纺织 / 绿色纤维 0
2 12
2 1 21 1
胶原蛋白纤维的应用
在造纸工业中的应用 胶原在造纸工业中的应用主要是以纤维的形式
与植物纤维形成复合产品 用于改善纸张强度 !吸水 性 !透气性 !紧度和白度等 ∀ 胶原纤维中的羧基 !氨 基和羟基 与纤维素中的伯 !仲羟基和羧基等活性基 团可通过化学方法结合在一起 另外还可通过物理 方法制得复合材料 ∀ 文献≈研究发现 胶原蛋白的 加入可在纤维间 尤其在纤维与纤维的交叉处形成 架桥结合 把纤维间的氢键结合转化为化学结合 ∀ 文献≈ 还研究了胶原纤维对纸张的增强作用和
低抗原性 可生物降解性及良好的成纤 !成膜特性 ∀ 胶原蛋白这 域的应用 ∀ 指出胶原蛋白具有良好的生物相容性 种优异的性能决定了其在生物材料 !共混纤维和共混膜等领域具有广阔的应用前景 ∀ 关键词 胶原蛋白 纤维 性能 应用 文献标识码 中图分类号 ×≥
Π ροπερτιε σ οφ τηε χολ λαγεν φ ιβερ ανδ ιτσ αππλ ιχατιον
2
胶原蛋白纤维及应用
胶原蛋白纤维与植物纤维都是天然线形高分
子 形态相似 可混性强 ∀ 胶原蛋白的氨基酸组成与 人的皮肤组成非常接近 具有高度的亲和性 并且胶 是一种环保纤维 ∀ 通过酸 !碱 ! 原纤维可生物降解 酶等处理 可从废弃皮屑中提取胶原蛋白 并广泛应 用于各个领域 ∀ 当前 国内外对胶原蛋白的利用主 一是着眼于胶原蛋白独特的宏观性能 即 要分 类 纤维性能 用于相纸底片 !造纸 !纺织等领域 二是着 眼于其内在的生物性能 即良好的生物相容性 !可生 物降解性和低抗原性 用于食品 !化妆品 !饲料 !生物 医学材料 !药物缓释及组织工程材料 !化工原料等 领域 ∀ 本文涉及的胶原蛋白的应用有 个方面 一是 变性胶原在一定条件下的自组装 二是用于造纸 !纺 织以及与其它高分子制得共混纤维 !共混膜等 ∀
胶原蛋白纤维制备及生物相容性研究
胶原蛋白纤维制备及生物相容性研究朱其圣李瑞生财团法人纺织产业综合研究所摘要:高纯度胶原蛋白原液藉由氯化钠溶液进行湿式纺丝,得到胶原蛋白纤维,使胶原蛋白在原有的优良生物相容性及生物亲合性下,能够增加不同的应用.胶原蛋白纤维水洗槽中加入戊二醛(GA)等交联剂进行交联改质,可以改进胶原蛋白水溶性过好,及易潮解之性质. 本研究针对胶原蛋白纤维进行生物相容性实验,并进一步评估与市售品间之差异.关键词:胶原蛋白纤维,交联剂,生物相容性前言:胶原蛋白为生体组织固有之成分,具备有良好的生物相容性,生物可降解性(biodegradabiblity),促进凝血及低免疫性等特性1-3,使其在生物医学上广泛地被使用在药物释放载体,止血材,敷伤材料,皮肤组织细胞之培养基质或皮肤替代物与骨组织重建等应用方面.本实验所纯化后之胶原蛋白经电泳分析为高纯度的等级,填充於针筒中,由挤压机挤入成形液中.成形液采用氯化钠之水溶液,卷取速度为24cm/sec,此条件所制成的纤维直径大约为100~150μm.胶原蛋白纤维藉由添加交联剂进行改质,使胶原蛋白在原有的优良生物相容性及生物亲合性下,能够增加不同的应用. 临床上,利用植皮手术或是人工合成敷料,将开放性伤口转变为封闭性伤口,以减少水分蒸散及细菌入侵的机率4.为了减少烧烫伤等需经常换药照顾的伤口,使用创伤敷材可以减轻伤患痛苦5.因为合成敷材在临床上应用广泛,所以物美价廉之合成敷料产品不但有助於临床医疗品质之提升,亦可节省大量医疗费用.本实验探讨细胞与胶原蛋白纤维的相互作用,以提供进一步研发敷伤材之理论基础,以下将针对胶原蛋白纤维进行一系列生物相容性实验一,实验设备及仪器1. 0.5L小型湿式纺丝设备;2. 10L成型槽设备;3.高速均质机:4.电子显微镜二,实验原料胶原蛋白实验室制备:氯化钠台盐实业:戊二醛景明化工三,实验条件(一)胶原蛋白萃取及纤维制备条件:1.将牛皮刮除牛毛及表皮:2.利用碱性溶液溶除脂肪:3.利用胃蛋白酶去除免疫端;4.将溶液置换为醋酸缓冲液;5.进行梯度盐析,纯化胶原蛋白;6.将胶原蛋白原液加入给料桶;7.以挤出方式将胶原蛋白挤入氯化钠成型液中;8.将胶原蛋白纤维通过戊二醛之水洗槽;9.利用乙醇去除残留之戊二醛;(二)胶原蛋白纤维生物相容性实验内容:1.细胞几何型态实验观察(1)将L929 mouse fibroblast培养於6cm的细胞培养盘中.(2)当细胞生长达到confluence时,将已消毒过的待测材料置於培养盘的中央,再将细胞培养一天.(3)培养一天后,利用光学显微镜观察待测材料附近细胞的几何形态2.体外细胞毒性测试(toxicity test)根据ASTM F813-83的规范进行植入物的细胞毒性测试,其测试方法的步骤简述如下:(1)将L929 mouse fibroblast培养於6cm的细胞培养盘中.(2)当细胞生长达到confluence时,将已消毒过的待测材料置於培养盘的中央,再将细胞培养一天.(3)培养一天后,利用2%的crystal violet做组织染色,观察染色的范围来判定细胞毒性.3.纤维母细胞於纤维表面之培养将sample裁成10mm直径圆形形状,以无菌PBS清洗数次后,於UV下灭菌2 3天.加入2 ml纤维母细胞悬浮液(6x105 cells/ml)与微粒培养3小时俟细胞贴附於其上,之后以PBS清洗sample数次移除未吸附或吸附情形不佳之细胞.将sample置换至新培养皿中继续培养,每隔2天更换新培养液,并於培养第1,4,7,10天后取出sample,测定细胞活性4.细胞活性测试 (MTT assay)3-(4,5-dimethyl-thiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide,简称MTT,为黄色水溶性固体,可被活细胞粒线体中之去氢(mitrchondrial succinate dehydrogenases)代谢还原产生紫色的沉淀物formazan.因仅有活细胞内才存在具活性之粒线体酵素,故可藉助测定formazan产量的多寡来评估细胞之存活率.其步骤简述如下:将待测活性之细胞样本中的培养液吸除后,以PBS冲洗数次.加入1 mL含MTT之新鲜培养液(0.5 mg MTT/mL),并置於37℃之培养箱内反应三个小时.移除未反应含有MTT之培养液后,添加500 μL DMSO,使用vortex震荡至紫色formazan颗粒完成溶解为止.取200 μL溶有formazan 之DMSO於酵素免疫分析仪(ELISA,enzyme-linked immunosorbent assay)下,於波长570nm下测量其吸光值,参考波长为650 nm.(三)结果与讨论一,胶原蛋白的萃取及纯化胶原蛋白之纯度鉴定:本实验所纯化后之type I胶原蛋白,其分子结构为[α1(I)]2 [α2(I)].经SDS-PAGE电泳结果显示(图1),图下端两个条纹分别为含1029个胺基酸的α2(I)与含1056个胺基酸之α1(I).由於胶原蛋白分子彼此间会因为氢键的作用而交联在一起,如β11(I)即是两条α1(I)所组成.甚至多个α-chain交联形成分子量更大的分子,因此在电泳胶片上的移动速率便较缓慢,此即电泳胶片上端会有多个条纹堆叠的原因.二,生物相容性实验1.细胞几何型态实验观察:图2是细胞在Millipore AP250 1000 filter周围的几何型态照片,因此我们把它当作Negative control,与图3市售品(KaltostatR),图4胶原蛋白纤维来进行比较.另外,我们也利用Millipore AP250 1000 filter盖住会在medium漂浮的测试敷材,以确定在测试时,敷材完成与细胞接触,以及防止敷材的移位.黑色区域为置放的sample的位置,而纤维母细胞在正常的生理型态应为纺垂状的构形,图中黑色区域附近的细胞都呈现纺锤状的构形,因此所置放的sample并未影响周围细胞的生长.细胞在市售品KaltostatR (图3),胶原蛋白纤维(图4)周围的几何型态与Negative control(图2)所呈现的是相同情形,这显示各种测试敷料其细胞相容性相当好.2.细胞毒性测试(toxicity test):图5-7所示,黑色区域为置放的sample的位置,整个培养皿经crtstal volent染色后,活的细胞生长的区域会呈现紫色,而透明区域则为死细胞的区域.sample周围会有一小圈透明区域,经仔细观察后,推论是在染色前,取下sample时,sample磨擦到附近的区域.整体来说,测试的sample 都有紧邻著染色的区域,其细胞并未受的sample而造成lysis现象,因此推论所有测试的sample 并无细胞毒性.3.纤维母细胞於纤维表面之培养将sample与L929纤维母细胞共同培养1天,然后利用SEM观察细胞在sample上贴附的型态,图8,9为Kaltostat与Seasorb商品,可明显观察到,并无细胞吸附於fiber表面上.图10为胶原蛋白纤维的sample表面,其表面则可观察的许多的细胞吸附於fiber表面上.4.L929纤维母细胞之细胞活性测试本实验采取6个小时为细胞贴附时间,此时间点评估材料与细胞间的相互关系,而48与72小时则为观察细胞在non-woven增生的情况.图11所示,在六个小时的时间点,胶原蛋白比例较高的non- woven,所吸附的细胞所表现的细胞活性较高,而Kaltostat商品几乎没有细胞活性的表现.在培养48小时后,原先拥有较高细胞活性的a1c2与a1c4 之non-woven,则有明显下降的趋势,而与其他non- woven的细胞活性有少许的增加,而Kaltostat商品仍然没有细胞活性的表现.在培养72小时后,所有non-woven的细胞活性,几乎无明显差异,推论此时因该是细胞在non-woven生长的饱和期,所表现的细胞活性也是相当,而Kaltostat商品仍然没有细胞活性的表现.结论本实验所纯化后之胶原蛋白经电泳分析为高纯度的等级,其浓度为8.4mg/ml.将所纯化之胶原蛋白填充於针筒中,挤入成形液.成形液采用氯化钠之水溶液,水洗液采用戊二醛水溶液,卷取速度为24cm/sec,此条件所制成的胶原蛋白纤维直径大约为100~150μm.细胞几何型态实验中,细胞都呈现纺垂状的构形,因此所置放的sample并未影响周围细胞的生长.在细胞毒性测试中,所有测试的sample都未产生细胞lysis现象,其sample周围的细胞都维持正常的生长型态.另外,sample与细胞共同培养1天后,两种商品的sample,其表面都未有细胞贴附,而胶原蛋白纤维的sample中,明显可看到细胞贴附於纤维表面上.在利用MTT assay量测sample对细胞活性的影响,在胶原蛋白含量较多的sample中,在短时间的细胞活性较高,可能所吸附的细胞数量较多,而随培养时间的增加,其各种sample之细胞活性的差异性也明显缩小,到达3day的培养时间后,其各种sample之细胞活性并无明显的差异.值得注意的是,Kaltostat商品并无细胞活化表现,推论是无细胞贴附於此sample的表面上.整体来说,所增加的胶原蛋白,有明显增加细胞吸附的数量,有助於未来细胞在此纤维表面的增生.参考文献1.M. Chvapil. Collagen sponge: theory and practice of medicalapplications. J. Biomed. Mater. Res. Vol. 11, 721-741, 1977.2.L.H.H.Olde Damink.,Influence of ethylene oxide gastreatment on the in vitro degradation behavior of dermalsheep collagen. J. Biomed. Mater.Res.Vol.29,149-155,1995.3.Wang S.M.Kuo. et al., " Plasma-modified nylon meshes assupports for cell culture,"Art.cells,blood subs.,and immob.Biotech., 25(6), 551-562, 1997.4.M.Spira,Human amion collagen for soft tissue augmentation-biochemical characterizations and animal observations, J.Biomed. Mater.Res.28-91-96,1994.5.R.R.Felker, "Biomechanical aspects of some autografts andallografts," Ortho.Clin. N.Am., 18, 235,1987.6.Tanaka M. C.and Shimokmaki M.,1996. Collagen types inmechanically deboned chicjen meat. J. Food Biochem. 20:215-225.。
胶原蛋白纺制纤维的研究进展
胶原蛋白纺制纤维的研究进展马会芳;姚永标【摘要】文章介绍了胶原蛋白用作纺织纤维的优良性能,指出胶原蛋白良好的生物相容性、可降解性及良好的成纤性,综述了胶原蛋白的改性方法,并对胶原蛋白与壳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯腈等共混纺丝的纺丝方法及性能进行了总结。
%The superior performance of collagen fiber was introduced when it is used as textile fiber, such as excellent biocompatibility, degradability and good ability of fiber-forming. The modification methods of collagen were mentioned, and the research process of collagen mixed with other component such as chitosan, PVA, PAN was reviewed from the aspects of spinning method and fiber property.【期刊名称】《山东纺织科技》【年(卷),期】2012(053)004【总页数】3页(P45-47)【关键词】胶原蛋白;改性;壳聚糖;聚乙烯醇;聚丙烯腈【作者】马会芳;姚永标【作者单位】河南工程学院,河南郑州450007;河南工程学院,河南郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TS102.51 胶原蛋白的性质胶原蛋白有很好的生物学性质与功能,主要表现在[1]:(1)低抗原性:与其它具有免疫原性的蛋白质相比,胶原蛋白的免疫原性非常低。
(2)可生物降解性:在蛋白酶的作用下,胶原的肽链发生水解而逐渐被打断,随即造成螺旋结构的破坏,致使胶原被蛋白酶彻底水解,这就是胶原的可生物降解性。
(3)生物相容性:指胶原蛋白与宿主细胞及组织之间具有良好的相互作用。
丁志文-利用皮革废弃物开发胶原蛋白纤维-丁志文
➢ 保健品:含有18种氨基酸,营养丰富 ➢ 化妆品:具有很好的保湿、美白和防皱作用 ➢ 医学材料:药用胶囊、组织工程
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➢ 胶原蛋白适合于制复合而成的棒状纤维蛋白, 每条多肽链具有1052个氨基酸,分子量约为30万
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胶原蛋白纤维纺丝液的 制备技术
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胶原蛋白纤维纺丝液制备思路
➢ 在胶原蛋白纤维中引入聚合物
➢ 胶原蛋白分子侧链上含有大量极性基团,分子链规整性较差, 纯胶原蛋白直接纺丝得到的纤维机械强度低,尤其湿强度低, 需要与高分子聚合物结合以提高纤维的机械性能
➢ 复合纤维中的胶原蛋白为纤维提供吸湿保湿性能和手感,复 合纤维中的高分子为纤维提供强度和弹性等机械性能
➢ 胶原蛋白:刚性链、侧链多、有明显的疏水区和亲水区 ➢ 聚乙烯醇:柔性链、结构均匀
➢ 提高胶原蛋白的凝固性和可纺性 ➢ 提高胶原蛋白的耐热稳定性
➢ 改性方法
➢ 使用烯类单体对胶原蛋白进行接枝共聚
➢ 聚乙烯醇-胶原蛋白纤维纺丝液的制备
16
丙烯腈接枝改性胶原蛋白和聚丙烯腈胶原蛋白纤维纺丝液的制备
➢ 制备目的
➢ 胶原蛋白纤维湿法纺丝
➢聚乙烯醇-胶原蛋白纤维 ➢聚丙烯腈-胶原蛋白纤维
5
皮革废弃物中胶原蛋白 提取技术
6
所使用皮革废弃物的种类
➢ 灰皮废弃物
➢ 脱毛浸灰工序后,片皮操作产生的废弃物 ➢ 主要杂质:硫化物、石灰 ➢ 在研究中主要用于提取大分子胶原蛋白,制备聚乙烯
醇-胶原蛋白纤维
➢ 含铬皮革废弃物
➢ 提取方法
➢ 碱处理、酶处理、中和、洗涤 ➢ 升温水解、过滤,得到胶原蛋白溶液
丝棉的化学成分
丝棉的化学成分丝棉是一种常见的纺织原料,具有柔软、亮丽、透气等特点,广泛用于制作服装、家居用品等。
它的化学成分主要由纤维素和蛋白质组成。
纤维素是丝棉的主要成分,占据了丝棉总质量的90%以上,而蛋白质则占据了不到10%。
纤维素是一种复杂的多聚糖,由许多葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键连接而成。
它具有很高的强度和韧性,是丝棉纤维的主要支撑结构。
纤维素具有良好的吸湿性和保湿性,能够吸收周围环境中的水分,并保持纤维内部的湿润状态。
这种特性使得丝棉具有良好的舒适性和透气性,适合制作夏季服装和床上用品。
丝棉中的蛋白质主要由丝素和胶原蛋白组成。
丝素是丝棉纤维的主要蛋白质成分,具有良好的柔软性和弹性。
它能够增加丝棉纤维的柔软度,使得丝棉制成的织物更加舒适。
胶原蛋白是丝棉纤维中的另一种重要蛋白质成分,具有很强的拉伸性和抗皱性。
它能够增加丝棉纤维的强度和耐久性,使得丝棉制品具有较长的使用寿命。
除了纤维素和蛋白质外,丝棉中还含有一些其他的化学成分。
其中,有机酸是丝棉的重要成分之一,包括苹果酸、柠檬酸等。
有机酸能够调节丝棉纤维的pH值,维持纤维的酸碱平衡,使其更加稳定。
此外,丝棉中还含有一些微量元素,如铁、锌等,这些元素对人体健康有一定的益处。
丝棉的化学成分决定了它的特性和用途。
纤维素赋予丝棉良好的强度和韧性,使其适合用于制作耐磨损的服装和家居用品。
蛋白质增加了丝棉的柔软度和弹性,使其更加舒适和贴合身体。
有机酸和微量元素则维持了丝棉纤维的稳定性和健康性。
丝棉的化学成分主要由纤维素和蛋白质组成,它们赋予了丝棉良好的强度、柔软度和透气性。
丝棉还含有一些有机酸和微量元素,这些成分对丝棉的性能和健康性起到了一定的作用。
了解丝棉的化学成分有助于我们更好地使用和保养丝棉制品,使其更加耐用和舒适。
《胶原蛋白纤维》课件
胶原分子由三股螺旋 结构组成,每条螺旋 结构由多个氨基酸残 基组成。
胶原蛋白纤维的物理性质
具有良好的弹性和韧性,能承受较大的拉伸和压 缩应力。
具有较高的热稳定性和化学稳定性,不易发生变 性或降解。
具有良好的生物相容性和低免疫原性,易于被人 体接受和利用。
胶原蛋白纤维的化学性质
01
胶原蛋白纤维含有大量的羟基和羧基,具有较高的亲水性。
详细描述
通过细胞培养、动物实验等方式,可以测定胶原蛋白纤维与生物体的相互作用,了解其对细胞生长、繁殖以及 组织修复的影响。这些结果对于评估胶原蛋白纤维在生物医学工程中的潜在应用价值具有重要意义。
05
胶原蛋白纤维的未来发展与展望
胶原蛋白纤维在医疗领域的应用前景
组织工程
胶原蛋白纤维作为生物材料,在组织工程中具有广泛应用,可用于 构建人工器官、组织等,为医疗领域提供更有效的治疗手段。
器械。
化妆品领域
用于制造美容面膜、护 肤霜等化妆品。
组织工程领域
用于构建人工组织和器 官,如人工皮肤、人工
角膜等。
生物材料领域
用于制造生物材料,如 生物支架、药物载体等
。
02
胶原蛋白纤维的结构与性质
胶原蛋白纤维的分子结构
胶原蛋白纤维是由多 个胶原分子以特定的 方式排列而成的。
胶原分子之间通过氢 键和疏水相互作用形 成胶原纤维。
纺丝过程
通过喷丝孔将纺丝溶液挤 出,进入凝固浴中,形成 初生纤维。
后处理工艺
初生纤维经过拉伸、水洗 、干燥等后处理工艺,最 终得到具有优良性能的胶 原蛋白纤维。
胶原蛋白纤维的质量控制
质量控制标准
质量改进措施
胶原蛋白纤维的质量控制应符合国家 相关标准,如纤维的长度、直径、拉 伸强度、弹性模量等指标应符合规定 。
胶原蛋白纺制纤维的研究进展
前改 性 的方法 主要有 使 用化学 交联 剂改性 和接 枝
改性 。交 联改 性是 指胶 原分 子 内部 和胶 原分 子间
良好 的功 能性 材 料 , 以将 皮 革 废 弃 物 回收并 应 所 用 于纺织 行业 有着 重要 的意义 。从 皮革 废弃 物 中 提取 胶 原蛋 白用 于 纺织 品 , 不仅 不 会 造 成 生 态平
是 与其 它化 学物 质 发 生 反应 的 活性 中 ,带 有 活 t, 2 性 基 团 的化 合 物 易 与 这 些 活 性 基 团 发 生 接 枝 反 应 。用 于胶 原 接 枝 改 性 的化 合 物 主 要 有 烯 类 单
胶原 蛋 白广泛存 在 于动物 皮肤 、 骨骼 、 腱等 肌 组织 中 , 以以适 当的方 法进行 提 取 , 到 高纯度 可 得 的胶 原蛋 白 , 将其用 于 生物纤 维材 料 的制造 , 成本
纺 织 产 品 的 加 工 。 j
4 胶 原 蛋 白纺 制 纤 维 的研 究
将胶 原蛋 白用 于纺 制纤维 的纺 丝过程 中呈 现
21 0 2年第 4期
山 东 纺 织 科 技
.4 . 5
胶 原 蛋 白纺 制 纤 维 的 研 究进 展
马 会 芳 , 永 标 姚
( 南工程学院 , 南 郑州 400 ) 河 河 5 0 7
摘 要 :文章介 绍 了胶 原蛋 白用作 纺 织纤 维的优 良性 能 , 出胶 原蛋 白 良好 的 生物 相 容性 、 降解 指 可 性及 良好 的成 纤性 , 综述 了胶 原 蛋 白的 改性方 法 , 并对胶 原蛋 白与 壳聚糖 、 乙烯 醇 、 丙烯 腈等 共混 纺 聚 聚
衡 的失调 和掠 夺 性 的资 源 开 发 , 而 可 以消 除其 反
胶原纤维——新型天然纤维
行 共 混 纺 丝 , 经 湿 法 纺 丝 、 凝 固 、 拉 伸 和 缩 醛 化 处 理 后 , 制 得 具 有 良 好 吸 湿 性
性 优 良 , 无 抗 原 性 , 生 物 体 吸 收 良好 。
胶 原 蛋 白 制 成 的 化 妆 品 , 能 促 进 皮 肤 的
和 染 色性 能 的 胶 原 蛋 白/ V 复 合 纤 维 。 PA
要 ,纯 度 高 的胶 原 蛋 白纤 维 易 发 生 降解 ,
且 纺 出 的 丝 强 度 太 低 。 因 此 ,胶 原 蛋 白
缔 组 织 中 极 重 要 的 结 构 蛋 白质 。 胶 原 蛋
白结 构 由 三 条 肽 链 螺 旋 组 成 ,其 特 有 的 结 构 和 化 学 组 成 使 其 具 有 许 多 独 特 的功 能 , 比如 生 物 降 解 性 、 成 纤 性 能 、 止 血
℃ 下 搅 拌 2小 时 ,在 4 ℃ 的 凝 固 浴 下 进 0
品 、化 工原 料 、 纺织 等 方面都 有应 用。
一
般 从 动 物 骨 骼 中 得 到 的 骨 胶 原 蛋 白纤
维 ,可 作 为 医 用 缝 合 线 ,这 种 缝 合 线 在 人 体 酶 解 后 可 以 被 组 织 吸 收 ,生 物 适 应
采 用 “ 定 量 、 低 速 度 、 快 转 移 、 少 损 轻 伤 、 小 张 力 牵 伸 、 轻 打 多 梳 ” 的 工 艺 原 则 ;采 用 这 一 原 则 是 因 为 胶 原 蛋 白纤 维 膨 松 性 好 ,定 量 过 重 ,容 易 堵 塞 喇 叭 口 :
纤 维 长 度 整 齐 度 好 、短 绒 少 、不 合 杂 质 、
干燥、油 炸 等工序 制作成 胶原小食 品。 近 年 来 , 在 对 胶 原 蛋 白 的利 用 除 主
简述纤维的分类
简述纤维的分类
纤维是指由纤维素、蛋白质、胶原蛋白等有机质构成的纤细且有一定长度的物质。
纤维广泛应用于纺织、建筑、医疗等领域。
根据不同的特征和用途,纤维可以分为多种不同的分类。
1. 植物纤维:植物纤维是从植物中提取的纤维,主要包括棉花、麻、大麻、黄麻等。
植物纤维具有优良的吸湿性、透气性和舒适性,适用于制作衣物和床上用品。
2. 动物纤维:动物纤维是从动物体内或外部提取的纤维,主要包括丝绸、羊毛、兔毛等。
动物纤维具有柔软、保暖的特性,适用于制作羽绒制品和高级纺织品。
3. 化学纤维:化学纤维是通过人工合成或半合成的方法制得的纤维,主要包括聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚丙烯纤维等。
化学纤维具有耐磨性强、易染色、易于加工的特点,广泛用于纺织工业和合成材料领域。
4. 矿物纤维:矿物纤维是由天然矿物质制成的纤维,主要包括石膏纤维、陶瓷纤维等。
矿物纤维具有耐高温、耐腐蚀、隔热等特性,广泛应用于建筑和隔热材料领域。
5. 特种纤维:特种纤维是指具有特殊功能的纤维,如防弹纤维、防火纤维、导电纤维等。
这些纤维具有特殊的物理和化学性质,被广泛应用于军事、安全和高
新技术领域。
不同种类的纤维具有不同的特性和用途。
通过合理选择纤维材料,可以满足不同领域的需求,促进纺织、建筑、医疗等行业的发展。
胶原蛋白纺织原料
胶原蛋白是一种在动物体内广泛存在的蛋白质,它是动物皮肤、骨骼、结缔组织和器官中最重要的结构蛋白之一。
胶原蛋白纺织原料是将胶原蛋白应用于纺织品中的一种创新材料,它主要通过将胶原蛋白分子加工成可以用于纺织品加工的形态,如纤维、膜或其他结构材料。
胶原蛋白纺织原料的制备通常包括以下几个步骤:
1. 原料提取:从动物的皮肤、骨骼等组织中提取胶原蛋白。
2. 预处理:对提取的胶原蛋白进行净化和改性,以去除杂质和增强其纺织性能。
3. 加工成形:将预处理后的胶原蛋白加工成纤维、纱线或织物。
这个过程可能包括熔融纺丝、溶液纺丝、干湿纺丝等不同的技术。
4. 后处理:对胶原蛋白纺织品进行热处理、化学处理或其他物理处理,以改善其机械性能和耐久性。
胶原蛋白纺织原料具有独特的性能,如良好的生物相容性、生物可降解性和生物活性,这使得它们在医疗、美容、服装和其他领域有着广泛的应用潜力。
例如,胶原蛋白纤维可以用于制作具有养肤功效的纺织品,如内衣、床品和美容面膜等。
然而,胶原蛋白纺织原料的生产成本较高,且在纺织品的加工和后处理过程中可能需要特殊的条件和工艺,这些因素都可能限制其在纺织工业中的广泛应用。
此外,胶原蛋白的来源和提取方法也会影响最终产品的质量和性能。
因此,研究人员和工程师正在不断探索更有效、更经济的生产技术和工艺,以促进胶原蛋白纺织原料的应用和发展。
胶原蛋白锦纶及其织物的性能
胶原蛋白锦纶及其织物的性能陆陈琛;张红霞;祝成炎;田伟;王浙峰;徐青艺;吕思晨【摘要】针对当前再生胶原蛋白纤维的研究较少,文章对胶原蛋白锦纶及其织物进行综合性能测试分析,探究不同纬纱含量及不同组织对织物性能的影响,并利用模糊数学综合评价方法对织物进行综合性能优劣的选择.对4个系列33种织物分别以涤纶和黏胶作为经线,以胶原蛋白锦纶和棉纱作为纬线,按照九种不同比例,以不同组织进行设计.结果表明:胶原蛋白锦纶蛋白质含量为2.31%,其主要成分和基团与锦纶66基本一致,断裂强力比普通锦纶高18%;胶原蛋白锦纶织物质地坚牢,表面光洁,抗紫外性及抗菌性能优良,适合开发高档内着衣物.【期刊名称】《丝绸》【年(卷),期】2019(056)008【总页数】6页(P60-65)【关键词】胶原蛋白;锦纶;功能性织物;服用性能;模糊数学【作者】陆陈琛;张红霞;祝成炎;田伟;王浙峰;徐青艺;吕思晨【作者单位】浙江理工大学 \"纺织纤维材料与加工技术\"国家地方联合工程实验室,杭州310018;浙江理工大学 \"纺织纤维材料与加工技术\"国家地方联合工程实验室,杭州310018;浙江理工大学 \"纺织纤维材料与加工技术\"国家地方联合工程实验室,杭州310018;浙江理工大学 \"纺织纤维材料与加工技术\"国家地方联合工程实验室,杭州310018;浙江敦奴联合实业股份有限公司,浙江海宁314400;浙江敦奴联合实业股份有限公司,浙江海宁314400;中国长丝织造协会,北京100020【正文语种】中文【中图分类】TS101.923胶原是一种天然的纤维蛋白,具有典型的三螺旋结构[1],被称为“皮肤的软黄金”[2]。
胶原蛋白纤维富含多种氨基酸,其氨基酸组成与人体皮肤组成非常接近,具有高度的亲和性,并且胶原蛋白纤维可生物降解,是一种环保纤维[3]。
胶原蛋白纤维具有优良的力学性能、抗菌性、生物相容性、可生物降解性及可再生性,当前其在纺织领域的应用主要在生物医学方面[4]。
粘胶纤维的成分
粘胶纤维的成分粘胶纤维,又称蛋白纤维,是一种天然的纤维素纤维,在纤维素类纤维中起到独特的作用。
粘胶纤维广泛应用于纺织、医药、食品等各个领域。
它由多个氨基酸组成的长链蛋白质构成,其主要成分有丝素和胶原蛋白。
1. 丝素(Sericin)丝素是一种主要存在于蚕丝中的蛋白质,它是粘胶纤维的主要成分之一。
丝素的主要成分是丝素蛋白,其由谷氨酸、丝氨酸、丙氨酸和天冬氨酸等氨基酸组成。
丝素具有良好的降血脂、抗氧化、皮肤保湿等作用,广泛应用于化妆品和医药领域。
在纺织品中,丝素的存在可以增强纤维的柔软性和光泽。
2. 胶原蛋白(Collagen)胶原蛋白是一种存在于动物体内组织中的蛋白质,也是粘胶纤维的重要成分之一。
胶原蛋白由氨基酸组成的螺旋状链状结构构成,具有高度的韧性和拉伸性。
它不仅存在于皮肤、骨骼和关节等组织中,还广泛存在于许多生物材料中。
在纺织品中,胶原蛋白纤维具有良好的透气性和吸湿性,可以使衣物更加舒适。
3. 天然纤维素(Natural Cellulose)天然纤维素是粘胶纤维的主要结构组分之一,是植物细胞壁中最主要的组分。
它是一种由葡萄糖分子通过β-1,4-糖苷键化学键结合而成的线性多糖。
天然纤维素具有良好的机械强度、吸湿性和透气性等特性,在纺织品中被广泛应用。
天然纤维素还具有生物降解性,对环境友好。
4. 其他氨基酸除了丝素和胶原蛋白,粘胶纤维中还含有一些其他氨基酸,如谷氨酸、亮氨酸、缬氨酸、脯氨酸等。
这些氨基酸的存在可以增加纤维的柔软性、光泽度以及抗菌性。
总结:粘胶纤维的主要成分包括丝素、胶原蛋白、天然纤维素以及其他氨基酸。
这些成分使得粘胶纤维具有优异的性能,包括柔软性、光泽度、透气性、吸湿性和抗菌性等。
粘胶纤维的成分组成和特性使得它在纺织、医药和食品等领域得到广泛应用。
胶原蛋白湿法纺丝
胶原蛋白湿法纺丝一、胶原蛋白湿法纺丝简介胶原蛋白湿法纺丝是一种利用胶原蛋白作为主要原料进行纺丝加工的技术。
这种技术能够制备出具有优异力学性能和生物相容性的纤维,因此在医疗、美容、纺织等领域具有广泛的应用前景。
二、胶原蛋白湿法纺丝的原理胶原蛋白湿法纺丝的原理主要包括溶解、形核、扩散和固化四个步骤。
首先,将胶原蛋白原料溶解于适当的溶剂中,形成均一的纺丝液。
然后,通过喷丝孔将纺丝液喷出,进入凝固浴中。
在凝固浴中,纺丝液发生相分离,形成胶原蛋白纤维。
在此过程中,溶剂逐渐扩散出纤维,而纤维发生固化。
最后,通过后处理得到所需的胶原蛋白纤维。
三、胶原蛋白湿法纺丝的工艺流程胶原蛋白湿法纺丝的工艺流程主要包括以下步骤:1.溶解:将胶原蛋白原料溶解于适当的溶剂中,形成均一的纺丝液。
常用的溶剂包括酸、碱、盐等水溶液。
2.过滤和脱泡:为了确保纺丝液的质量,需要进行过滤和脱泡处理,去除其中的杂质和气泡。
3.喷丝:将纺丝液通过喷丝孔喷出,形成连续的胶原蛋白纤维。
喷丝孔的孔径和喷丝速度需要根据具体的工艺条件进行调整。
4.凝固浴:将喷出的胶原蛋白纤维浸入凝固浴中,使纤维发生相分离和固化。
凝固浴的成分和温度需要根据具体的工艺条件进行调整。
5.拉伸:对初生纤维进行拉伸处理,以提高其力学性能和结晶度。
拉伸条件需要根据具体的工艺条件进行调整。
6.干燥:将拉伸后的纤维进行干燥处理,以去除其中的残余溶剂。
干燥温度和时间需要根据具体的工艺条件进行调整。
7.后处理:对干燥后的纤维进行后处理,如热处理、表面改性等,以提高其性能和应用范围。
后处理条件需要根据具体的工艺条件进行调整。
四、胶原蛋白湿法纺丝的应用前景胶原蛋白湿法纺丝制备的纤维具有优异的力学性能、生物相容性和生物活性,因此在医疗、美容、纺织等领域具有广泛的应用前景。
例如,在医疗领域,胶原蛋白纤维可以用于制备可植入人体的医疗器械,如人工血管、人工腱等;在美容领域,胶原蛋白纤维可以用于制备面膜、紧肤霜等化妆品;在纺织领域,胶原蛋白纤维可以用于制备舒适、环保、健康的纺织品,如内衣、袜子、运动服等。
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胶原蛋白纤维
胶原蛋白又称胶原,是一种天然蛋白质,广泛存在于动物的皮肤、骨、软骨、牙齿、肌腱、韧带和血管中,是结缔组织中极重要的结构蛋白质。
胶原是由3条钛链拧成螺旋的纤维状蛋白质,具有很强的韧性、热稳定性和机械强度,而不同组织中的胶原,又有差异,具有独特的功能。
近年来,胶原蛋白领域的研究十分活跃,进展很快。
在对胶原蛋白的利用方面,除主要的医用、美容等方面,新的用途不断被开发。
新的用途主要着眼于胶原蛋白独特的宏观物理性能,即纤维性能,用于纺织、包装材料等领域。
国内外目前对胶原蛋白的研究,多集中在化妆品、医学领域,在纺织纱线生产领域尚未见相关研究报告。
目前对胶原蛋白纤维很有必要进行研究。
2011年,由河南工程学院纺织工程系申报,经郑州市科技局批准,确立郑州市科技攻关项目《胶原蛋白纤维纺纱性能研究》。
该研究课题对上海全宇生物科技驻马店遂平有限公司生产的我国拥有完全自主知识产权的胶原蛋白改性合成纤维进行了纺纱性能研究。
在纺织系苏玉恒老师的指导下,使用河南工程学院纺织实验室的实验仪器和河南工程学院实训中心棉纺实验机,由赵永旗同学在实验室各位老师的帮助下完成了对该胶原蛋白纤维各项性能的测试、纺纱实验及对所纺纱性能的测试分析,得出该纤维具有可纺性的结论。
高纯度胶原蛋白易降解
胶原蛋白结构由三条肽链螺旋组成,其特有的结构和化学组成使其具有许多独特的功能,如生物降解性、成纤性能、止血性能、免疫性能、离子和大分子结合性能、静电学性能等。
胶原蛋白独特的功能使胶原蛋白在医学、化妆品、食品、化工原料、纺织等方面都有应用。
从动物骨骼中得到的骨胶原蛋白纤维,如从牛屈肌腱的骨胶原悬浮液制得的胶原蛋白纤维强度高,可作为医用缝合线,这种缝合线在人体酶解后可以被组织吸收,生物适应性优良,无抗原性,生物体吸收良好。
胶原蛋白制成的化妆品,能促进皮肤的新陈代谢,增强循环,达到滋润皮肤、保持皮肤润泽等。
在食品加工中,胶原蛋白能制作成香肠肠衣;经调浆、成型、干燥、油炸等工序制作成胶原小食品。
由于胶原纤维具有吸音性、微弹性、耐磨性等,日本采用胶原纤维、合成纤维与植物纤维以一定的比例混合生产出特种壁纸。
胶原蛋白在纺织领域主要是对其他纤维的改性应用。
胶原蛋白纤维的生产,首先要从动物的皮、软骨等原料中提取胶原蛋白。
目前提取胶原蛋白的方法主要有酸法、碱法、盐法、酶法、综合法。
有些特殊用途的胶原蛋白还要经过进一步的纯化。
纯天然胶原蛋白纤维材料一般不能完全满足人们实际生活的需要,纯度高的胶原蛋白纤维易发生降解,且纺出的丝强度太低。
因此,胶原蛋白纤维多是利用胶原蛋白对纤维进行改性而成。
如胶原蛋白与聚丙烯腈不同比例的共混纺丝,胶原蛋白和丙烯腈的质量比为2∶98的条件下,聚合溶液具有良好的可纺性。
利用从动物生皮或皮革工业废弃物中分离得到胶原蛋白,经质量分数为20%的丙烯酸单体接枝改性后与质量分数为18%的聚乙烯醇混合,在70℃下搅拌2小时,在40℃的凝固浴下进行共混纺丝,经湿法纺丝、凝固、拉伸和缩醛化处理后,制得具有良好吸湿性和染色性能的胶原蛋白/PVA复合纤维。