两种天然丝素膜的结构与热分解动力学比较研究

【作者】 李莹莹； 刘浩； 刘其春； 顾正桂； 王昉；

【机构】 南京师范大学分析测试中心； 南京师范大学化学与材料科学学院；

【摘要】 作为优异的生物大分子材料,丝素由于其良好的生物相容性和独特的机械性能等,在支架材料、药物递送、生物传感器和细胞培养基等方面具有广泛的应用前景。本文制备了来源于中国和泰国家蚕丝的两种丝素膜。通过热重分析技术,结合扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱和X射线衍射分析,对两种丝素膜材料的形貌、分子构象及热分解动力学进行了表征,获得了动力学参数(活化能E,指前因子A)和热力学参数(ΔH~≠,ΔG~≠和ΔS~≠),并对其进行了比较研究。结果表明:高浓度体系下的膜结构以无规线团或α-螺旋为主,低浓度体系下的丝素膜结构主要呈现β-折叠,导致在不同升温速率下,高浓度下的膜的分解温度、活化能和活化焓均低于低浓度体系下的,后者的热稳定性优于前者;相同浓度体系下,泰国丝素膜的β-折叠含量略高于中国丝素膜,因此具有更好的热稳定性;Achar微分法和Coats-Redfern积分法计算发现:两种丝素膜在464～594 K的热分解过程遵循二维扩散机理。更多还原