Page 109 - 《精细化工》2023年第9期
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第 9 期 吕 斌，等: SF/CMCS 的制备及其在老化丝绸加固中的应用 ·1957·
后丝绸的抗张强度最优，为 5.96 MPa，断裂伸长率为 键，当加固丝绸与细菌作用时，SF/CMCS 不会从丝
5.60%，与老化丝绸相比，抗张强度提升了 319.72%， 绸纤维表面溶出，CMCS 分子链上的正电荷与细菌
断裂伸长率提升了 114.56%。可能是因为 CMCS 加 细胞壁上的负电荷互相吸引，使细胞膜的通透性发
入后，其分子内的氨基、羧基阻止了 SF 分子内形成 生改变，阻碍了细胞的代谢和繁殖，引起细胞死亡，
氢键，同时与 SF 分子内的羟基、氨基形成氢键，在 从而起到抑菌作用 [20] 。
谷氨酰胺转氨酶作用下，CMCS 中的氨基与 SF 中的
酰胺键发生氨基转移反应。因此，当 SF 与 CMCS
协同作用于老化丝绸时，SF/CMCS 在老化丝绸纤维
表面均匀包覆，SF/CMCS 上的—NH 与丝绸纤维上
的—COOH 和—OH 形成氢键，SF/CMCS 上的酰胺
键与丝绸纤维上的—NH 发生氨基转移反应，使丝
绸纤维的物理机械性能得到提升。
图 9 老化丝绸（a 1 ）、SF/CMCS 加固丝绸（a 2 ）对大肠
杆菌的抗菌照片；老化丝绸（b 1 ）、SF/CMCS 加固
丝绸（b 2 ）对金黄色葡萄球菌的抗菌照片
Fig. 9 Photos of the antibacterial effect of aged silk (a 1 )
and SF/CMCS reinforced silk (a 2 ) against E. coli;
Photos of the antibacterial effect of aged silk (b 1 ) and
SF/CMCS reinforced silk (b 2 ) against Staphylococcus
aureus
图 8 老化丝绸、SF 加固丝绸、CMCS 加固丝绸、不同 3 结论
SF 与 CMCS 质量比的 SF/CMCS 加固丝绸的抗张
强度和断裂伸长率 （1）本研究以 SF、CMCS 为原料，谷氨酰胺转
Fig. 8 Stress-strain diagram of age silk, SF reinforced silk, 氨酶为交联剂，制备了 SF/CMCS 复合材料，并将其
CMCS reinforced silk and SF/CMCS with different
mass ratio of SF to CMCS reinforced silk 用于老化丝绸的加固保护，有明显的效果。
（2）SF/CMCS 不会影响老化丝绸的外观，能够
2.9 抗菌性能分析
在丝绸纤维表面均匀包覆，在丝绸纤维之间形成交
采用抑菌圈法对 SF/CMCS 加固前后丝绸进行 联网络结构。
抗菌效果测定 [21] 。图 9 为老化丝绸、SF/CMCS 加固
（3）当 m(SF)∶m(CMCS)=4∶1 时，加固丝绸
丝绸对革兰氏阴性大肠杆菌和革兰氏阳性金黄色葡
与老化丝绸相比，其抗张强度提升了 319.72%，断裂
萄球菌的抗菌照片。图 9a 1 、a 2 为老化丝绸、SF/CMCS
伸长率提升了 114.56%；且对金黄色葡萄球菌、大肠
加固丝绸的大肠杆菌抗菌照片。可以看出，老化丝
杆菌的抗菌性均有一定提升，且外观无明显变化。
绸、SF/CMCS 加固丝绸周围均无明显的抑菌圈，但
该研究为蚕丝纤维类文物的修复提供了新的思路。
是实验中老化丝绸底部有细菌繁殖，SF/CMCS 加固
丝绸底部无细菌繁殖情况。表明 SF/CMCS 加固后老 参考文献：
[1] LIN H, YAO M, TAO Y, et al. A flexible smart monitoring system for
化丝绸对大肠杆菌具有一定的抑菌性。图 9b 1 、b 2
the conservation of textile relics[J]. Advanced Functional Materials,
为老化丝绸、SF/CMCS 加固丝绸对金黄色葡萄球菌
2021, 31(48): 06088.
的抗菌照片。可以看出，老化丝绸、SF/CMCS 加固 [2] KURDOGLU O, KURDOGLU B C. Determining recreational,
丝绸底部均无明显的抑菌圈，但从局部放大照片中 scenic, and historical-cultural potentials of landscape features along a
segment of the ancient Silk Road using factor analyzing[J].
能够观察到，老化丝绸底部有明显的细菌繁殖情况， Environmental Monitoring and Assessment, 2010, 170(1): 99-116.
SF/CMCS 加固丝绸底部无细菌繁殖情况。表明 [3] GARSIDE P, WYETH P. Crystallinity and degradation of silk:
Correlations between analytical signatures and physical condition on
SF/CMCS 加固丝绸对金黄色葡萄球菌具有一定的 ageing[J]. Applied Physics A, 2007, 89(4): 871-876.
抑菌性。SF/CMCS 属于非溶出型抗菌材料，这是因 [4] LI M Y, ZHAO Y, TONG T, et al. Study of the degradation mechanism
of Chinese historic silk (Bombyx mori) for the purpose of conservation[J].
为 SF/CMCS 上的—COOH 与丝绸纤维上的—OH、 Polymer Degradation & Stability, 2013, 98(3): 727-735.
—NH 2 之间形成氢键，SF/CMCS 上的—NH 2 与丝绸 [5] SANTI S, MANCINI I, DIRE S, et al. A bio-inspired
multifunctionalized silk fibroin[J]. ACS Biomaterials Science &
纤维上的酰胺键之间发生氨基转移反应，形成共价 Engineering, 2021, 7(2): 507-516.
