第三章　两步交联法Ag-SS/PEO纳米纤维制备及抗菌性能研究

第一节　概述

一、丝胶蛋白

蚕丝蛋白是人类很早就利用的一种天然蛋白质之一，组成成分是丝胶和丝素，蚕丝蛋白是一种优良的纤维材料进而一直被应用在纺织行业。最近几年，有较多学者对蚕丝蛋白作为生物医学材料做了很多研究，进而开发出蚕丝蛋白的新功能。但研究的方向大部分是丝素为主，因为丝素是一种纤维状的蛋白质，结构较为简单。

丝胶蛋白的结构则是一种接近球形的，其中由多种氨基酸构成。二级结构以无规律卷曲结构为主，含有部分β构想，几乎不含α螺旋结构。

丝胶蛋白是蛋白质的一种，丝胶蛋白呈现丝胶状，占蚕丝总量的20%～30%，并且易溶于水。当蚕结茧的时候，丝胶起到黏合作用，使蚕丝覆盖在一起构成茧丝，含大量的侧链和氨基酸等物质以及许多极性亲水基团（如—OH、—COOH、—NH2、等）处于多肽链表面。丝胶会对丝素起到保护的作用。

在传统的工业生产加工过程中，丝胶几乎被当作一种废物被抛弃。但是，由于最近几年学者们对丝胶的科研探索，使丝胶被广泛开发。

丝胶可用高性能生物材料制成，丝胶与其他材料，如树脂等高性能聚氨酯生物聚合物材料。生物可降解聚合物材料具有无污染、高的水分吸收水分排气速度、良好的弹性等优良特性。因为含有大量的废弃的丝胶，生产成本大大降低，显示出强大的市场竞争力。

丝胶具有抗氧化作用，丝胶可以抑制脂质过氧化和酪氨酸酶活性，在体外表现出明显的抗氧化作用，可用于高质量的天然抗氧化食品、化妆品的抗氧化剂。

此外，对丝胶多肽的研究发现，添加丝胶多肽的加工区，乳酸脱氢酶活性不降低，活性近100%，可以保持原始的活动。丝胶多肽富含亲水氨基酸，亲水氨基酸保护细胞脱水，从而抑制蛋白质失活的发生。所以丝胶在新领域的研究和开发，为将在丝绸行业产生重大影响。

二、聚氧化乙烯

PEO是一种可溶于水的聚合物，具有结晶性、热塑性能，又被称为聚环氧乙烷。PEO分子结构为CH2CH2O，其中相对分子质量为1105～1106。PEO分子存在特殊的C—O—C键，所以使其具备很好的柔顺性能，而且还能和一些无机物电解质发生反应。而在PEO中含有氢键，使其又可成为一种溶于水的聚合物。因此，PEO的使用范围很广泛，其结构式如图3.1所示。

图3.1　聚氧化乙烯结构

PEO呈粉末状，颜色为白色，能溶于水，可作为热塑性材料。如果PEO的相对分子质量为104～108时，则为结晶态，呈现有序的结构。PEO熔点约为65℃，能和水发生反应，也与一般的有机溶剂发生反应，在PEO分子量很大的时候，PEO具有一定的凝结性，起到了凝结作用，溶液有相当高的黏度。PEO还具有一定得络合性和氧化性。

络合性：PEO分子内含有氢键，具有很强的亲和力，能和大多的有机物和聚合物反应为络合物，也可以和部分的无机物反应。在生成络合物后会和之前的物质在热稳定性、熔点和沉淀物上面有巨大的差别。

氧化性：PEO含有一些醚键，所以易在空气中氧化降解。但是PEO在高温的状态时，因为其空气中的氧化会使黏度逐渐增大。PEO还是良好的水溶性能，很低的毒性，能与有机化合物反应等，使其产生良好的流变性与热塑性，这就使得PEO的使用前景十分广阔。

PEO还有很多的作用，例如可以作为水溶性的薄膜，纺织业中的上浆剂、增稠剂、絮凝剂、润滑剂、分散剂、水减阻剂、化妆品的添加剂，抗静电剂。而且PEO在医学领域中还有很多的作用，不仅可以在药丸上加入PEO水溶液来暂缓药物释放的时间，还可以把其添加在假牙固定剂里，起到了一定程度上的牙齿缓冲作用。而在对丝胶蛋白溶液进行纺丝时，往其加入PEO的则提高了纤维的抗静电性能和染色性能。此外，PEO在高分子材料领域也有很多的功效，例如，将PEO加入到热塑性树脂里面，可以得到树脂颗粒，而这里的PEO则起到了分散作用；为了增强黏结性能，将水溶性胶黏剂与PEO和酚醛树脂混合。探索PEO简单快捷的制作方法，得到性能以及结构良好的聚氧化乙烯材料是目前需要解决的问题。