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碳材料掺杂丝素蛋白复合材料的制备及其性能研究

发布时间:2018-06-04 22:43

  本文选题:丝素蛋白 + 构象转变 ; 参考:《华东理工大学》2015年硕士论文


【摘要】:丝素蛋白(Silk Fibroin,SF)是一种天然高分子纤维蛋白,具有突出的机械性能、生物相容性和可再生特性,在生物、医疗等领域具有广阔的应用前景。本文将氧化石墨烯(GO)、多壁碳纳米管(MWCNTs)、石墨粉(GP)及乙炔炭黑(CB)掺杂SF,通过SEM、FT-IR、XRE、DMA、BDS等方法对材料进行表征,研究了碳材料对SF分子构象、微观形貌、力学特性和介电特性的影响,并对影响复合材料性能的主要因素和影响机理开展研究,取得如下成果:(1)GO和GP均可促进SF分子构象向β-折叠转变。在GO和GP含量较低的情况下,复合材料中p-折叠含量随着GO和GP含量的增加呈现先增加后减少的趋势。同时,复合材料的拉伸储能模量随着两者含量的增加也呈现出与p-折叠含量相同的变化趋势,表明p-折叠构象将直接影响复合材料的力学性能。(2)GO的两亲性有助于提高MWCNTs、GP、CB在SF水溶液中的溶解度,改善三种难溶于水的碳材料在SF水溶液中的分散稳定性。(3)碳材料微观结构对其在SF中的增强作用有着直接的影响。研究表明,GP、 MWCNTs和CB的添加可促进SF分子构象向p-折叠转变,改善复合材料的机械性能和介电性能。在含量相同(1.5wt%)的情况下,SF/MWCNTs复合材料表现出最优的机械性能,SF/CB复合材料表现出最佳的介电性能。(4)复合材料的后处理同样影响SF分子构象的转变,加热过程、甲醇浸泡和掺杂Ca2+均促进SF分子构象由无规卷曲向β-折叠转变。
[Abstract]:Silk fibroin (SF) is a kind of natural high molecular fibrin, with outstanding mechanical properties, biocompatibility and renewable properties. It has a broad application prospect in biological, medical and other fields. In this paper, the influence of carbon materials on the conformation, micromorphology, mechanical properties and dielectric properties of SF molecules were studied by means of SEMFT-IRX XREDMABDS, which were doped with SFO, MWCNTsO, GPG and CBB). The main factors and mechanism influencing the properties of the composites were studied. The following results were obtained: 1: 1 go and GP could promote the conformation transition of SF molecules to 尾 -folding. When the contents of go and GP were low, the p-fold content of the composites increased first and then decreased with the increase of go and GP contents. At the same time, the tensile energy storage modulus of the composites shows the same trend as the p- fold content with the increase of the content of both. The results show that the amphiphilicity of p- fold conformation will directly affect the mechanical properties of the composites. The amphiphilic properties of MWCNTsGP-GPCB are helpful to improve the solubility of MWCNTsGP-CPCB in SF aqueous solution. Improving the dispersion stability of three insoluble carbon materials in SF aqueous solution. The results show that the addition of GPG, MWCNTs and CB can accelerate the conformation of SF into pfold, and improve the mechanical and dielectric properties of the composites. In the case of the same content of 1.5 wt.), the mechanical properties of SF / MWCNTs composites are optimal. The post-treatment of SF / CB composites also affects the conformation transformation and heating process of SF / CB composites. Both methanol immersion and doped Ca2 promoted the conformation of SF from random crimp to 尾 -folding.
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB332

【参考文献】

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本文编号:1979147

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