一种用于改善口罩过敏性的蚕丝蛋白功能层及其制备方法
阅读说明：本技术 一种用于改善口罩过敏性的蚕丝蛋白功能层及其制备方法 (Fibroin functional layer for improving mask allergy and preparation method thereof ) 是由 盛卫琴 于 2020-06-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于改善口罩过敏性的蚕丝蛋白功能层及其制备方法,属于卫生用品材料制备技术领域。制备方法包括：1)通过常规脱胶方法制备蚕丝蛋白溶液；2)将蚕丝蛋白溶液置于一定温度下进行温度处理；3)将温度处理后的蚕丝蛋白溶液和交联剂、醇混匀；4)将步骤3的混合溶液涂布在相应模具上,进行冷冻干燥；5)对干燥后的蚕丝蛋白材料进行处理,得到相应的蚕丝蛋白功能层。该蚕丝蛋白功能层具有良好的生物相容性外,还具有非常好的吸湿、透气性、可降解性,是一种理想的防过敏口罩功能层材料。(The invention discloses a fibroin functional layer for improving the allergy of a mask and a preparation method thereof, and belongs to the technical field of preparation of sanitary product materials. The preparation method comprises the following steps: 1) preparing a fibroin solution by a conventional degumming method; 2) placing the fibroin solution at a certain temperature for temperature treatment; 3) uniformly mixing the fibroin solution subjected to temperature treatment with a cross-linking agent and alcohol; 4) coating the mixed solution obtained in the step (3) on a corresponding mould, and freeze-drying; 5) and processing the dried fibroin material to obtain a corresponding fibroin functional layer. The fibroin functional layer has good biocompatibility, good moisture absorption, air permeability and degradability, and is an ideal allergy-free mask functional layer material.)
技术领域
本发明属于卫生用品材料制备领域，具体涉及一种用于改善口罩过敏性的蚕丝蛋白功能层及其制备方法。
背景技术
冠状病毒是一个大型病毒家族，已知可引起感冒以及中东呼吸综合征（MERS）和严重急性呼吸综合征（SARS）等较严重疾病。2019年爆发的新型冠状病毒，是以前从未在人体中发现的冠状病毒新毒株，会造成感染者呼吸道症状、发热、咳嗽、气促和呼吸困难、甚至死亡。2020年1月12日被世界卫生组织命名为2019-nCoV ，2020年2月11日被国际病毒分类委员会命名为SARS-CoV-2。
对于人民群众来说，在防止疫情期间，做好自我防护、出行佩戴防护用具是基本要求，一度导致口罩等防护用品脱销。同时，此次疫情提高了大家的卫生习惯，在很长一段时间内，人们群众在公共场合都会保持佩戴口罩的习惯，因此，高品质防护口罩的开发具有广阔的应用前景，对全球人民现在的健康生活乃至将来都具有非常重要的意义。
尽管市场上存在多种不同类型的防护口罩，但目前市场上的主流产品仍然存在透气透湿性欠佳等缺点。此次疫情中，大量医务工作者由于长期佩戴防护装备，暴露出目前防护产品的不足之处：透气透湿性差、不亲肤。因此为更好地解决上述问题，本申请拟采用具有丰富来源、价格相对低廉的蚕丝蛋白为原料，通过自组装调控技术形成丝蛋白纳米纤维，进而制备出防过敏的蚕丝蛋白口罩功能层。
蚕丝是天然的蛋白质纤维，含有18种氨基酸，其中亮氨酸可加速细胞的新陈代谢，丝氨酸、苏氨酸可延缓皮肤老化，色氨酸、酪氨酸能吸收紫外线，因此将丝素蛋白的各种优异功能转移到与人类朝夕相处的服用纤维中，对人类皮肤进行呵护，使人类拥有健康的皮肤，符合新世纪人类的绿色消费观念。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种用于改善口罩过敏性的蚕丝蛋白功能层及其制备方法，步骤如下：
1) 通过常规脱胶方法对蚕丝进行脱胶处理，从而制备蚕丝蛋白溶液；
2）将蚕丝蛋白溶液置于一定温度下进行温度处理；
3）将温度处理后的蚕丝蛋白溶液和交联剂、醇混匀；
4）将步骤3的混合溶液涂布在相应模具上，进行冷冻干燥；
5）对干燥后的蚕丝蛋白材料进行固化处理，得到相应的蚕丝蛋白功能层。
优选的，步骤2）中获得的丝蛋白溶液浓度为0.05%～20%。
优选的，步骤2）中蚕丝蛋白溶液的处理温度为40～90°C。
优选的，步骤3）中交联剂为海藻酸盐、淀粉的一种或两种混合物。
优选的，步骤3）中醇为乙二醇、丙三醇、叔丁醇的一种或两种以上混合物。
优选的，步骤3）中蚕丝蛋白、醇、交联剂水溶液的质量比为1:（0.2～15）：（10～30）。
优选的，步骤4）中冷冻干燥的时间为40～80小时。
优选的，步骤5）中蚕丝蛋白的固化处理时间为20～100小时。
基于上述制备方法制备的防过敏蚕丝蛋白多孔功能层，厚度为0.5～5㎜，孔径为150～400μm，孔隙率为85%以上
本发明设计了以蚕丝蛋白为原料制备力吸湿、透气、抑菌性能良好的口罩功能层材料，至少具有以下优点：
1）该蚕丝蛋白多孔材料，不仅微观结构均匀，孔隙率高，更重要的是，该材料的设计极大地提高了口罩的吸湿透气性，达到改善口罩过敏性的目的。
2）该过程原料及制备可控性很好，且蚕丝蛋白可降解性能好，符合我国绿色、环保的要求。
附图说明
图1是实施例1中制备的蚕丝蛋白纤维溶液的原子力显微镜图。
图2是实施例2中制备的蚕丝蛋白多孔功能层的微观结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
（1）按照常规脱胶方法，将 25g 左右蚕丝浸入12L 0.5% Na2CO3溶液中，搅拌煮沸 30分钟后取出，用去离子水洗涤干净，并在60°C下烘干。然后将干燥后的脱胶蚕丝20g溶解于100ml浓度为9.3mol/L的溴化锂溶液中， 60°C下搅拌溶解4小时。接着用透析袋（截留分子量为 3500）将其在去离子水中透析2天，得到浓度为 5%的丝蛋白水溶液。
（2）将上述丝蛋白溶液在60°C处理后，稀释至浓度为0.5%的蚕丝蛋白纤维溶液，所述蚕丝蛋白纳米纤维的原子力显微镜图如图1所示。
（3）将0.5 g海藻酸钠溶于50mL水中，常温搅拌至溶液均匀。再向其中滴加10μL乙二醇，搅拌反应1小时后，再向溶液中加入0.05g蚕丝蛋白，继续搅拌1小时。
（4）将上述得到的蚕丝蛋白混合溶液倾注在模具上进行涂布。将涂布后得到的材料进行冷冻干燥,时间为50h。干燥结束后，将其移入烘箱继续干燥50h，得到最终的蚕丝蛋白多孔功能层材料。对该功能层材料进行吸湿性试验，结果见表1。
表1壳聚糖多孔功能层材料的吸湿性试验结果
样品名称 初始质量(mg) 吸水1 min后质量(mg)/吸水倍率 30 min质量(mg)/吸水倍率 1 h质量(mg)/吸水倍率 蚕丝蛋白多孔功能层材料 5 186/37.2 268/53.6 308/61.6
实施例2：
（1）按照常规脱胶方法，将 25g 左右蚕丝浸入12L 0.5% Na2CO3溶液中，搅拌煮沸 30分钟后取出，用去离子水洗涤干净，并在60°C下烘干。然后将干燥后的脱胶蚕丝20g溶解于100ml浓度为9.3mol/L的溴化锂溶液中， 60°C下搅拌溶解4小时。接着用透析袋（截留分子量为 3500）将其在去离子水中透析2天，得到浓度为 5%的丝蛋白水溶液。
（2）将上述丝蛋白溶液在60°C处理后，稀释至浓度为0.5%的蚕丝蛋白纤维溶液。
（3）将0.6 g淀粉溶于50mL水中，常温搅拌至溶液均匀。再向其中滴加300μL丙三醇，搅拌反应1小时后，再向溶液中加入0.06g蚕丝蛋白，继续搅拌1小时。
（4）将上述得到的蚕丝蛋白混合溶液倾注在模具上进行涂布。将涂布后得到的材料进行冷冻干燥,时间为50h。干燥结束后，将其移入烘箱继续干燥50h，得到最终的蚕丝蛋白多孔功能层材料。所述功能层的微观结构图如图2所示。（由图2看出，材料形成了良好的多孔结构，厚度为0.5～5㎜，孔径为150～400μm，孔隙率为85%以上）。