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羽毛蛋白基半互穿网络高吸水性树脂的制备及其性能研究
摘要：
本文研究了一种羽毛蛋白基半互穿网络高吸水性树脂的制备方法，并测试了其吸水性能和结构表征。通过采用溶剂交替法制备了这种树脂，选择了适合制备高吸水性树脂的羽毛蛋白和聚乙二醇作为材料。结果表明，得到的树脂具有很好的吸水性能，可以吸收3倍以上的自身重量的水。同时，红外光谱分析表明，通过半互穿网络的构建效果良好，未发生深层交联，达到了预期目标。
关键词：羽毛蛋白；半互穿网络；高吸水性；树脂；溶剂交替法
引言：
高吸水性树脂是一种重要的材料，广泛用于生物医学、环境保护、润滑和高分子材料等领域。目前常用的高吸水性树脂主要包括交联聚合物、聚酰胺等。然而，这些材料通常不太耐用，不能长期使用。因此，寻找一种新型的、高性能、高耐久的高吸水性树脂具有重要的意义。
羽毛蛋白是一种天然蛋白质，具有许多优异的性质，如良好的生物相容性、低免疫性等。此外，在生产过程中不会产生污染，是一种理想的生物材料。因此，将羽毛蛋白转化为高吸水性树脂，具有非常重要的意义。本文将采用溶剂交替法，研究制备一种羽毛蛋白基半互穿网络高吸水性树脂，并探讨其性能。
实验方法：
材料：
羽毛蛋白、聚乙二醇、丙酮、甲醇
制备方法：
1.准备羽毛蛋白：将50g的新鲜羽毛破碎并用盐水洗涤，离心去除杂质，并将其在水中煮沸，然后进行过滤、干燥。得到的羽毛蛋白用1M的NaOH溶液洗涤，然后用去离子水冲洗干净。
2.预处理聚乙二醇：将50g的聚乙二醇溶解在丙酮和甲醇的混合溶液中，然后用去离子水多次冲洗。最后，将其冻干。
3.制备树脂：将预处理的羽毛蛋白和聚乙二醇按照一定比例混合，并加入一定量的甲醇/丙酮混合溶液中。将混合物加入到旋转蒸发仪中，进行旋转蒸发，形成固态物质。将固态物质置于通风干燥箱中，干燥24小时。
4.红外光谱分析：采用SHIMADZU8400值红外光谱仪对制备后的树脂进行表征。
结果和讨论：
通过SEM观察，得到的羽毛蛋白树脂表面平坦、光滑，没有明显的孔洞和凸起。表明羽毛蛋白树脂具有很好的形态稳定性。
通过测定，得到的羽毛蛋白树脂的吸水性能很好，能够吸收3倍以上的自身重量的水。同时，该树脂的吸水动力学响应也非常快，吸附后2小时可达到饱和状态。这表明，该树脂具有很好的吸水性能，可以应用于吸附、分离等领域。
通过红外光谱分析，发现制备出的树脂中有羧基，表明半互穿网络构建成功。此外，在红外图谱中，也没有发现强的深层交联信号，说明化学反应过程中未发生深层的交联反应，达到了预期目标。
结论：
通过溶剂交替法，制备了一种羽毛蛋白基半互穿网络高吸水性树脂，对树脂进行了性能表征。结果表明，得到的树脂具有很好的吸水性能，并且构建效果良好，未发生深层交联。该树脂的制备方法简单，成本低廉，具有广泛应用前景。