توصيفگر ها :
فيبروئين ابريشم , منسوجات سلولزي , تكميل منسوجات , استفاده از پيونددهنده عرضي در تكميل منسوجات
چكيده فارسي :
در سال¬هاي اخير تحقيقات انجام‌شده بر منسوجات مبتني بر فيبروئين ابريشم و يا مخلوط‌هاي آن در مهندسي بافت به دليل دارابودن مزاياي خاص اين ماده پروتئيني منحصربه‌فرد به طور چشمگيري افزايش‌يافته است. فيبروئين ابريشم به‌عنوان يك ماده زيست پليمري از زنجيره¬هاي آمينواسيدي تشكيل شده و pH آن با پوست و موي انسان مطابقت دارد. باتوجه‌به نوآوري‌ها و جديد بودن تحقيقات صورت‌گرفته در اين زمينه و دردسترس‌بودن ضايعات ارزان‌قيمت الياف ابريشم در صنعت توليد ابريشم كشور، در اين پژوهش به بهينه‌سازي استفاده از اين مواد كار شده است. پوشش منسوجات پركاربرد (سلولزي يا پلي‌آميدي) با تركيبات پروتئيني مثل فيبروئين ابريشم مي‌تواند منجر به بهبود قابل‌توجه خواص سطحي الياف شود؛ در اين پژوهش تلاش شد با استفاده از ابريشم ضايعاتي يك پوشش ابريشمي روي سطح سلولز ايجاد شود. در مرحله¬ي اول انتخاب حلال مناسب جهت انحلال فيبروئين ابريشم مورد بررسي قرار گرفت. باتوجه‌به پژوهشهاي قبلي حلال سهگانه كلسيم كلريد - آب - اتانول انتخاب گرديد و شرايط مناسب جهت تهيه محلول فيبروئين با درصد بهينه الياف ابريشم قابل حل انتخاب شد. يكي از اهداف اين پژوهش، پوششكاري سطح سلولز با استفاده از محلول فيبروئين ابريشم بدون انجام مرحله¬ي زمان¬بر و هزينه¬بر دياليز بوده است. همچنين شرايط مختلف پوشش¬دهي سطح پارچه پنبه¬اي با محلول فيبروئين ابريشم به روش پد - خشك - پخت انجام شد و پارامترهاي مؤثر مانند دما و زمان مرحله¬¬ي خشك و پخت بررسي شد. به‌منظور بررسي تأثير اصلاح سطح پارچه¬ي پنبه¬اي با استفاده از پيونددهنده عرضي بر روي راندمان بارگذاري فيبروئين ابريشم و ميزان ثبات آن، تكميل نمونه¬ها در دو گروه انجام شد؛ گروه اول، نمونه¬هاي تكميل شده بدون استفاده از پيونددهنده عرضي و گروه دوم، نمونه¬هاي تكميل با استفاده از پيونددهنده عرضي و محلول فيبروئين به‌صورت همزمان. جهت اثبات حضور فيبروئين ابريشم روي سطح منسوج از آزمون‌‌هايي نظير وزن¬سنجي، مطالعه مورفولوژي سطح كالا با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني گسيل ميداني و بررسي طيف FTIR و رنگرزي با استفاده از رنگزاي اسيدي انجام شد. براي بررسي ميزان ثبات تكميل انجام شده، از آزمون¬هايي نظير بررسي ثبات سايشي و شستشويي استفاده شد. نتايج مربوط به آزمون¬هاي نفوذپذيري هوا، ميزان جذب رطوبت، بررسي طول خمشي و سختي خمشي و بررسي ميزان شاخص سفيدي - زردي منسوجات تكميل شده نيز به‌منظور بررسي تغييرات خواص فيزيكي منسوجات تكميل شده موردتوجه قرار گرفته است. بر اساس نتايج حاصل شده از آزمون رنگرزي با رنگ اسيدي، وزن‌سنجي، FESEM و FTIR، يك پوشش پروتئيني متشكل از زنجيره¬هاي آمينواسيد فيبروئين ابريشم روي سطح پنبه در هر دو روش ايجاد شده است؛ همچنين سيتريك اسيد به‌عنوان يك عامل اتصال¬دهنده¬ي عرضي، ميزان تثبيت فيبروئين روي سطح سلولز نسبت به نمونه¬ي مشابه بدون پيونددهنده عرضي را به ميزان 47 درصد افزايش داده است. نتايج حاصل از آزمون طول خمشي و سختي خمشي و ضخامت نشان داد كه اين تكميل بر كاهش انعطاف‌پذيري و قدرت آويزش آنها تأثيرگذار بوده است. بر اساس نتايج حاصل از آزمون نفوذپذيري هوا ميزان تنفس¬پذيري نمونه¬هاي تكميل شده در حدود 22% كاهش داشته است. همچنين نتايج حاصل از آزمون ثبات شستشويي نشان داد در روش استفاده از پيونددهنده عرضي ميزان مواد باقيمانده پوشش¬داده شده پس از 3 مرتبه شستشو در حدود 60% بوده درحاليكه اين ميزان در نمونه مشابه فاقد پيونددهنده در حدود 30% بوده است. به طوركلي مي¬توان گفت براي پوشش¬دهي سطح پارچه پنبه¬اي با محلول فيبروئين ابريشم دياليز نشده مي¬توان از روش قراردادن نمونه‌ها در محلول پتاسيم كربنات و متانول استفاده كرد. اينكار با هدف كاهش ميزان كلسيم روي سطح پارچه و از بين بردن كمپلكس-هاي كلسيم - فيبروئين ايجاد شده از روي سطح پارچه انجام شد. براي پوشش‌دهي سطح پارچه‌ي پنبه‌اي با اين روش، استفاده از پيونددهنده عرضي به همراه محلول فيبروئين ابريشم مناسبتر است.
چكيده انگليسي :
In recent years, the research conducted on textiles based on silk fibroin or its mixtures in tissue engineering has increased dramatically due to the special advantages of this unique protein material. Silk fibroin as a polymeric biomaterial is composed of amino acid chains and its pH corresponds to human skin and hair. According to the previous researches, the triple solvent of calcium chloride-water-ethanol was chosen and suitable conditions were chosen for the preparation of fibroin solution with the optimal percentage of soluble silk fibers. One of the goals of this research was to cover the cellulose surface using silk fibroin solution without performing the time-consuming and costly dialysis step. Also, different conditions of covering the surface of cotton fabric with silk fibroin solution were done by pad-dry-cure method and the effective parameters such as temperature and time of drying and curing stage were investigated. In order to investigate the effect of modifying the surface of cotton fabric using a crosslinking agents on the loading efficiency of silk fibroin and its stability, samples were completed in two groups; The first group, the completed samples without using the crosslinking agents and the second group, the completed samples using the crosslinking agents with fibroin solution at the same time. In order to prove the presence of silk fibroin on the textile surface from tests such as gravimetery, the morphology of the product surface was studied using a field emission electron microscope and FTIR spectrum and dyeing using acid dyes were performed. To check the level of stability of the finished product, tests such as abrasion and washing stability were used. The results of the air permeability tests, moisture absorption rate, bending length and bending stiffness and whiteness-yellowness index of finished textiles have also been taken into consideration in order to study the changes in the physical properties of finished textiles. Based on the results of acid dyeing test, weight measurement, FESEM and FTIR, a protein coating consisting of silk fibroin amino acid chains has been created on the surface of cotton in both methods; Also, citric acid, as a cross-linking agent, has increased the amount of stabilization of fibroin on the cellulose surface by 47% compared to the same sample without cross-linking. The results of the test of bending length, bending stiffness and thickness showed that this addition had an effect on the reduction of their flexibility and hanging power. According to the results of the air permeability test, the breathability of the completed samples has decreased by about 22%. Also, the results of the washing stability test showed that in the method of using a crosslinker, the amount of the remaining coated material after 3 times of washing was around 60%, while this amount was around 30% in the same sample without a crosslinker.
