第三章　兩步交聯法Ag-SS/PEO納米纖維制備及抗菌性能研究

第一節　概述

一、絲膠蛋白

蠶絲蛋白是人類很早就利用的一種天然蛋白質之一，組成成分是絲膠和絲素，蠶絲蛋白是一種優良的纖維材料進而一直被應用在紡織行業。最近幾年，有較多學者對蠶絲蛋白作為生物醫學材料做了很多研究，進而開發出蠶絲蛋白的新功能。但研究的方向大部分是絲素為主，因為絲素是一種纖維狀的蛋白質，結構較為簡單。

絲膠蛋白的結構則是一種接近球形的，其中由多種氨基酸構成。二級結構以無規律卷曲結構為主，含有部分β構想，幾乎不含α螺旋結構。

絲膠蛋白是蛋白質的一種，絲膠蛋白呈現絲膠狀，占蠶絲總量的20%～30%，并且易溶于水。當蠶結繭的時候，絲膠起到黏合作用，使蠶絲覆蓋在一起構成繭絲，含大量的側鏈和氨基酸等物質以及許多極性親水基團（如—OH、—COOH、—NH2、等）處于多肽鏈表面。絲膠會對絲素起到保護的作用。

在傳統的工業生產加工過程中，絲膠幾乎被當作一種廢物被拋棄。但是，由于最近幾年學者們對絲膠的科研探索，使絲膠被廣泛開發。

絲膠可用高性能生物材料制成，絲膠與其他材料，如樹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無污染、高的水分吸收水分排氣速度、良好的彈性等優良特性。因為含有大量的廢棄的絲膠，生產成本大大降低，顯示出強大的市場競爭力。

絲膠具有抗氧化作用，絲膠可以抑制脂質過氧化和酪氨酸酶活性，在體外表現出明顯的抗氧化作用，可用于高質量的天然抗氧化食品、化妝品的抗氧化劑。

此外，對絲膠多肽的研究發現，添加絲膠多肽的加工區，乳酸脫氫酶活性不降低，活性近100%，可以保持原始的活動。絲膠多肽富含親水氨基酸，親水氨基酸保護細胞脫水，從而抑制蛋白質失活的發生。所以絲膠在新領域的研究和開發，為將在絲綢行業產生重大影響。

二、聚氧化乙烯

PEO是一種可溶于水的聚合物，具有結晶性、熱塑性能，又被稱為聚環氧乙烷。PEO分子結構為CH2CH2O，其中相對分子質量為1105～1106。PEO分子存在特殊的C—O—C鍵，所以使其具備很好的柔順性能，而且還能和一些無機物電解質發生反應。而在PEO中含有氫鍵，使其又可成為一種溶于水的聚合物。因此，PEO的使用范圍很廣泛，其結構式如圖3.1所示。

PEO呈粉末狀，顏色為白色，能溶于水，可作為熱塑性材料。如果PEO的相對分子質量為104～108時，則為結晶態，呈現有序的結構。PEO熔點約為65℃，能和水發生反應，也與一般的有機溶劑發生反應，在PEO分子量很大的時候，PEO具有一定的凝結性，起到了凝結作用，溶液有相當高的黏度。PEO還具有一定得絡合性和氧化性。

絡合性：PEO分子內含有氫鍵，具有很強的親和力，能和大多的有機物和聚合物反應為絡合物，也可以和部分的無機物反應。在生成絡合物后會和之前的物質在熱穩定性、熔點和沉淀物上面有巨大的差別。

氧化性：PEO含有一些醚鍵，所以易在空氣中氧化降解。但是PEO在高溫的狀態時，因為其空氣中的氧化會使黏度逐漸增大。PEO還是良好的水溶性能，很低的毒性，能與有機化合物反應等，使其產生良好的流變性與熱塑性，這就使得PEO的使用前景十分廣闊。

PEO還有很多的作用，例如可以作為水溶性的薄膜，紡織業中的上漿劑、增稠劑、絮凝劑、潤滑劑、分散劑、水減阻劑、化妝品的添加劑，抗靜電劑。而且PEO在醫學領域中還有很多的作用，不僅可以在藥丸上加入PEO水溶液來暫緩藥物釋放的時間，還可以把其添加在假牙固定劑里，起到了一定程度上的牙齒緩沖作用。而在對絲膠蛋白溶液進行紡絲時，往其加入PEO的則提高了纖維的抗靜電性能和染色性能。此外，PEO在高分子材料領域也有很多的功效，例如，將PEO加入到熱塑性樹脂里面，可以得到樹脂顆粒，而這里的PEO則起到了分散作用；為了增強黏結性能，將水溶性膠黏劑與PEO和酚醛樹脂混合。探索PEO簡單快捷的制作方法，得到性能以及結構良好的聚氧化乙烯材料是目前需要解決的問題。