（材料学专业论文）含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究.pdf

东华大学博士论文 含柿叶活性成分纤维f 附件一： 东华大学学位论文原创性声明 i i i ii ii ii iii 1 1iiuiil y 1814 6 9 0 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是 本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和 引用的内容外，本论文不包含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的作品及 成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：年月日 东华大学博士论文 含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 附件二： 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借 阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在上年解密后适用本版权书。 不保密口。 学位论文作者签名： 日期：年月日 指导教师签名： 日期：年月日 东华大学博士论文含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 摘要 本论文的研究目标是将传统意义认为是一种中草药的柿叶通过与 合适的载体制备成纤维，以使所制得的纤维具有生物性能。 为此，本文首先对柿叶的材料性能进行了分析。结果显示其纤维 素含量最高，至少为5 0 ，而其它的是半纤维素和木质素含量。这为 纤维制备找到了理论依据。另外，通过对柿叶的溶解性能研究，认为 在n m m o 水溶液中具有较好的溶解性。考虑到以高分子为载体的湿法 纺丝工艺路线，表面性能对高分子的溶解性能有影响，所以本文采用 柱状灯芯技术对柿叶及两种选用的高分子材料，如纤维素和聚丙烯腈 ( p a n ) 的表面性能及p h 特性进行了研究，发现柿叶具有较大的表面 能，其中的l i f s h i t z v a nd e rw a a l s 力，丫s l w ，约占总表面能丫s 的8 4 ， 而其l e w i s 酸碱反应力，y s a b ，比纤维素和半纤维素的都要大，意味着 易分解与离析，即有利于溶解加工。p h 值的研究认为柿叶具有较主要 木材成分，如木素、纤维素和半纤维素大的酸性，但又具有比木材整 体为小的酸性。这将指导柿叶的加工性能，比如溶解。溶解动力学模 型说明柿叶在d m s o 及d m a c 两种溶剂中的溶解行为非常复杂，其过 程包含零级、一级和二级反应速率的特征。溶解动力学模型还指出： 溶剂的选择和温度都对柿叶在有机溶剂中的溶解有影响。为了了解其 它一些中草药材料的可加工性。选用合适的溶剂对柿叶中有效成分的 提取具有重要的意义。 利用湿法纺丝技术，如将柿叶与高分子载体( p a n 、纤维素) 共混、 在凝固浴中凝固成型，并经拉伸热定形。本文制备了柿叶p a n 及柿叶 纤维素等共混纤维。研究了原液浓度、凝固浴温度、浓度和柿叶提取 物的添加量等对纤维的强度影响，结果表明，采用较高的纺丝原液浓 度，合适的凝固浴温度、浓度以及合理的提取物添加量，同时采用相 应的后处理条件，可以得到具有合适性能的纤维。强伸度及声速测试 结果表明，柿叶p a n 及柿叶纤维素的相对强度和取向度都较两种纯高 分子纤维的同类指针下降。其原因是因为柿叶中的多酚为一种具有体 东华大学博士论文 含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 形态结构的物质，其与高分子材料共混后影响高分子材料原有的分子 结构、分子间作用力和分子取向。d s c 研究表明，柿叶与纤维素共混较 与p a n 共混具有更好的兼容性。而x 一光衍射测试则发现，对于以p a n 为载体的共混纤维，其结晶度降低，约为2 5 ，而以纤维素为载体的共 混纤维结晶度则降低较小，约为4 。这说明纤维素载体中加入柿叶并 不影响其成型过程中的结晶结构，并再次证明了两者之间具有较好的 兼容性。声速法研究取向发现，两种纤维具有较各自空白试样明显降 低的取向度。 为了了解所制得的几种纤维的生物性能。本文设计及测试了所制 得的两种纤维的缓释性能。利用电信号与弱电解质浓度的关系，采用 测试溶液电导率与时间的关系来研究整个释放过程。结果表明，随 着温度的提高，柿叶成分的释放速度加快，并且最终达到平衡。要对 释放过程的参数掌握，就需要建立一个合适的动力学模型，由于 h ig u c h i 模型等已有模型，存在着较多的假设条件并且要用到一些微观 的参数，因此不太适合本文的研究对象。用f ic k 扩散定律和稳态假设 推导出了电导率与时间，的对数关系，通过曲线拟合得到了释放速率 常数和反应的活化能等动力学参数，具有比较好的线性。考虑到电导 率的曲线和l a g m u e r 吸附公式具有相似性，因此采用了数学变换，对 获得的曲线用，对，做图，可以把缓释曲线线性化并以此建立了复合 缓释模型来研究整个释放过程，柿叶成分的释放行为非常复杂，其过 程包含零级、一级和二级反应速率的特征。因此该模型更能够反应释 放过程中的一些细节，比如其中的释放速率常数k ，为负值，表明了纤 维的释放过程为可逆的平衡过程，最后实际上是纤维从药物中释放和 药物被纤维吸附的动态平衡。从两个动力学模型的比较还可以看出： f ic k 定律推导的模型虽然较好的表达出释放过程的一些特征，但它存 在较多的假定，并且给出的参数较少，而复合缓释模型则直接由数学 方法推导，并能够反应出释放过程的一些细节，具有更好的适应性。 通过本文的研究发现，两种纤维都具有非常明显的缓释特征，即具有 i v 东华大学博士论文含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 期望的生物性能。但其缓释速率被发现因载体不同而变化，同时也受 到纤维加工条件的影响，比如加工条件造成了纤维皮芯结构的变化， 影响了柿叶成分从纤维中的释放。这既意味着本文所制备的纤维是具 有生物性能的，同时也预示着这种缓释性能是可以通过改变载体和加 工条件而控制的。 关键词： 柿叶，聚丙烯腈，纤维素，湿法纺丝，生物材料。 v a b s t r a c t t h ea i mo ft h i sw o r ki sa b l et op r e p a r a t i o no faf i b e ru s i n gp e r s i m m o n l e a v e sa sr a wm a t e r i a ld u et oi tw a st r a d i t i o n a l l y r e g a r d e d a sah e r b b r o a d l ya p p l i e de s p e c i a l l yi na s i aa r e a ，a n dw i t hw i s ht h ef i b e rh a v i n g e x p e c t e db i o - p r o p e r t i e s i n i t i a l l y ，t h em a t e r i a lc o n t e n t so fp e r s i m m o nl e a v e sw e r ea n a l y z e d u s i n gs e v e r a lm e t h o d s r e s u l t ss h o w e dt h a tt h i sk i n do fn a t u r a lm a t e r i a l si s r i c hi nc e l l u l o s e ，e g a tl e a s ta b o u t5 0 ，a n do t h e r sa r eh e m i c e l l u l s o ea n d l i g n i n o b v i o u s l y ，t h i si n f o r m a t i o ni s u s e f u lf o rd e v e l o p i n gab i o - f i b e r t a k i n gt h ep e r s i m m o nl e a v e s a sr a wm a t e r i a l t h e d i s s o l v i n g o ft h i s m a t e r i a lw a sa l s os t u d i e d ，r e s u l t ss h o w e di tc o u l d b ep a r t l yd i s s o l v e di n n m m om i x e dw i t hw a t e r c o n s i d e r i n gs p i n n i n go fp e r s i m m o nl e a v e s b a s e df i b e rp r o p o s e dt ou s et h ew e tm e t h o da n dp o l y m e ra sab l e n d e r ，t h e s u r f a c e p r o p e r t i e s ，p ha s p e c t a n d d i s s o l v i n g b e h a v i o r sw e r et h u s f u r t h e r m o r es t u d i e d i n c l u d i n g t w o p o l y m e r s ， e g c e l l u l o s ea n d p o l y ( a c r y l o n i t r i l e ) ( p a n ) o ft h e m ，i tw a sf o u n dt h a tt h ep e r s i m m o nl e a v e s h a v e g r e a t l i f s h i t z - v a nd e rw a a l sf o r c et h a nt h el e w i sa c i d b a s e i n t e r a c t i o n sd u et ot h ef o r m e rt ob eo f8 4 o ft h et o t a ls u r f a c ef r e ee n e r g y a d d i t i o n a l l y ，i tw a sf o u n dt h a tt h el e w i sa c i d - b a s ei n t e r a c t i o n sf o r c eo f p e r s i m m o nl e a v e si sg r e a t e rt h a nt h a t o ft h ec e l l u l o s ea n dh e m i c e l l u l o s e i n d i c a t i n ge a s i e rd i s s o l v i n g i n l i q u i d b a s e do nd y n a m i cc o n d u c t i v i t y c u r v e s ，m o d e l sf o rp e r s i m m o nl e a v e sd is s o l v i n gi nt w oo r g a n i cs o l v e n t s ， e g d m s oa n dd m a c ，w e r ed e d u c e d a c c o r d i n gt ot h e m ，t h ed i s s o l v i n g p r o c e s sw a sc o m p l e x l yd u et ot h ek i n e t i cp a r a m e t e r s ，e g r e a c t i o nr a t e ， c o u l db ei nz e r o ，f i r s ta n ds e c o n do r d e ri naw h o l et i m es c a l e m o r e o v e r ， t h es e l e c t i o no fs o l v e n t sa n dt e m p e r a t u r ea r ef o u n dt ob et w oo fi m p o r t a n c e f a c t o r s b a s e do nk i n e t i cm o d e l s ，r e s p e c t i v e l y p r o b a b l y ，t h e s er e s u l t sa r e i m p o r t a n tf o rd e v e l o p i n gc o r r e s p o n d i n gf i b e r si nf u t u r e u t i l i z i n gt h ew e ts p i n n i n gt e c h n i q u ea n db l e n d i n go fp e r s i m m o nl e a v e s w i t ht w op o l y m e r s ，e g c e l l u l o s ea n dp a n ，r e s p e c t i v e l y t w ob l e n df i b e r s w e r et h u s p r e p a r e d i nt h i sc a s e i no r d e rt o k n o w i n gt h ea p p r o p r i a t e s p i n n i n gc o n d i t i o nt h ea f f e c t i o no ft h ec o n c e n t r a t i o no fs p i n n i n gm i x t u r e v i 东华大学博士论文 含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 a n dt h et e m p e r a t u r ea n dc o n c e n t r a t i o no ft h ec o n c r e t eb a t h w i t ht h e a d d i t i v e so ft h ee x t r a c t i o no fp e r s i m m o nl e a v e sw a sa l s os t u d i e d a f t e r a p p r o p r i a t et r e a t e d ，t h ef i b e r sw a sr e l a t i v e l yg o o dt ob eu s e d m e a n w h i l e t h e s ep o l y m e rf i b e r sw i t h o u ta d d i t i v e sw e r ea l s op r e p a r e da sr e f e r e n c e s u s i n gt h es a m em e t h o d m e c h a n i c a la n do r i e n t a t i o nm e a s u r e m e n t ss h o w e d t h a tb o t hb l e n df i b e r sa r es m a l l e rt h a nt h a to ft h ep o l y m e r sf i b e r sd u e p r o b a b l y t ot h e p e r s i m m o n l e a v e sw i t h p o l y p h e n o l s t r u c t u r et h a t i n f l u e n c i n gt h eo r i g i n a ls t r u c t u r e ，i n t e r a c t i o n sa n do r i e n t a t i o np r o p e r t i e s o fp o l y m e ru s e d d s cr e s u l t si n d i c a t e dt h a tp e r s i m m o nl e a v e sb l e n d e d w i t hc e l l u l o s es e e m st ob eb e t t e ri nt h em i s c i b i l i t yt h a nt h a to fw i t hp a n a c c o r d i n gt ox - r a yd a t a ，i tw a sf u r t h e r m o r ef o u n dt h a ta b o v em e n t i o n e d r e a s o n sa r ed u et op e r s i m m o nl e a v e s c e l l u l o s eb l e n df i b e rr e d u c i n gi t s d e g r e eo fc r y s t a l l i z a t i o nv e r ys m a l l e r ，e g o fa b o u t4 ，t h a nt h a to f b l e n d w i t hp a n ，e g o fa b o u t2 5 t h i ss u g g e s t st h a tp e r s i m m o nl e a v e sb l e n d e d w i t hc e l l u l o s ew i t h o u ti n f l u e n c el a t t e r sb a s i cm o l e c u l a rs t r u c t u r e e x a c t l y ， t h i si sag o o ds u p p o r to fp e r s i m m o nl e a v e sb l e n d i n gw i t hc e l l u l o s eh a v i n g b e t t e rc o m p a t i b l e i n t h i s c a s e ，t h eb i o p r o p e r t i e s o f p e r s i m m o n l e a v e s p o l y m e rb l e n d f i b e r sw e r ec h a r a c t e r i z e db a s e do nt h er e l e a s e b e h a v i o r ，t h eo r i g i n a ls t r u c t u r ea l s oi n d i c t e dt h a tt h eb l e n df i b e r sw e r el e s s o r i g i n a t e dd u et ot h e e x t r a c t i o no fp e r s i m m o nl e a v e sa d d e d i no r d e rt os t u d yt h eb i o f u n c t i o no ft h i st w ob l e n d e df i b e r s ，t h er e l e a s e d b e h a v i o ro ft h e s et w of i b e r sw e r es t u d i e d b a s e do nf i c kd i f f u s i o nr u l e a n dc o m p o s i t ed i f f u s i o nm o d e l ，a c c o r d i n gt od y n a m i cc o n d u c t i v i t yc u r v e s a n dt w op o l y m e rf i b e r sa sr e f e r e n c e s ，i tw a sf o u n dt h a tw ep r e p a r e dt w o b l e n df i b e r ss h o w e do b v i o u s l yr e l e a s eb e h a v i o ra se x p e c t e d m o r e o v e r ，i t i so fi n t e r e s tt of i n dt h a tt h i sr e l e a s eb e h a v i o ri sc o n t r o l l a b l e ，e g b y s e l e c t i v eo fp o l y m e r t h e r e f o r e ，t h ep e r s i m m o nl e a v e s p o l y m e r a n d g i n g e r p o l y m e rb l e n df i b e rp r e p a r e di n t h i sc a s ei sc o n s i d e r a b l et oh a v e t h eb i o p r o p e r t i e s c o n t r a c t e dt h et w om d e l s ，t h ec o m p o s i t er e l e a s em o d e l w a sr e l a t i v e l yg o o dt h a nt h em o d e lb a s e do nf i c kd i f f u s i o nr u l e ，b e c a u s eo f l e s sp r e s u m ea n dm o r er e l e a s ev e l o c i t yc o e f f i c i e n t ( k o 、k l 、k 2 ) a c q u i r e d a n dt h ec o m p o s i t er e l e a s em o d e lc o u l dt e l lu sm u c hm o r ei n f o r m a t i o n o f t h er e l e a s ep r o c e d u r e ，e g t h ec o m p o s i t er e l e a s em o d e lc o u l dp r o v et h e v l i r e l e a s ep r o c e d u r ei sab a l a n c e do n e ，w h i c hc o n t a i n sr e l e a s ea n d a d s o r p t i o n t h e r e f o r e ，t h ep e r s i m m o nl e a v e s p o l y m e rb l e n df i b e rp r e p a r e di nt h i sc a s e i sc o n s i d e r a b l et oh a v et h eb i o p r o p e r t i e s s u p e r v i s e d k e y w o r d s p e r s i m m o n l e a v e s ， p o l y a c r y l o n i t r i l e， c e l l u l o s e ， w e t s p i n n i n g ， b i o m a t e r i a l s v 1 i i 东华大学博士论文 含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 第一章文献综述l 1 中草药概述1 i 1 材料特性1 i 2 药理特性3 1 3 中草药产品开发的历史3 2 柿叶概况6 2 1 柿叶材料的主要成分分析8 2 2 表面性能的研究8 2 3 柿叶的酸碱性研究8 2 4 柿叶的溶解性能研究9 3 含柿叶活性成分纤维的制备9 3 1 载体的选择9 3 2 纺丝方法：1 2 4 柿叶纤维的力学和生物性能评价l2 4 1 纤维的力学性能及其影响因素12 4 2 纤维的生物性能研究i2 5 本论文的主要研究内容19 5 1 柿叶的性能19 5 2 含柿叶成分纤维的制备工艺2 0 5 3 纤维的结构与性能研究2 0 5 4 药物成分从纤维中的释放2 0 参考文献2 1 第二章柿叶成分与性能韵研究2 8 l柿叶材料的成分分析2 8 i i 实验部分2 8 1 2 结果与讨论3 0 2 柿叶及一些高分子材料的表面性能研究3 l 2 iw a s h b u r n 浸渍理论( p e n e t r a tio nt h e o r y ) 和v a no s s g o o d c h a u d h u r y ； 东华大学博七论文 含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 组合理论( c o m b i n i n gr u l e s ) 3 3 2 2 实验部分3 6 2 3 结果与讨论3 7 3 柿叶的p h 值测试4 2 3 1 实验部分4 3 3 2 结果与讨论4 4 4 柿叶的溶解性能研究4 7 4 1 电导率测定原理4 8 4 2 实验部分5 2 4 3 结果与讨论5 3 参考文献5 8 第三章含柿叶活性成分的纤维制各6 2 1 引言6 2 2 湿法纺丝原理6 2 2 。l 高分子载体的溶解6 2 2 2 纺丝原液细流的形成和发展6 3 2 3 原液细流的凝固6 4 2 4 纤维的拉伸6 5 2 5 纤维的干燥致密化及其机理6 5 3 载体的选择6 6 3 1 以聚丙烯腈( p a n ) 为载体6 6 3 2 以纤维素( c e ll u l o s e ) 为载体6 7 4 实验部分6 7 4 1 仪器、试剂和原料的准备6 7 4 2 柿叶有效成分的提取和柿叶拉曼光谱分析6 7 4 3 纺丝液的准备7 4 4 4 制备过程7 5 4 5纺丝参数的预设定7 6 东华大学博士论文含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 参考文献7 8 第四章纤维的结构、性能测试与表征8 0 1 引言8 0 2 实验部分8 0 2 1材料和实验仪器8 0 2 2纤维单丝纤度的测定8 0 2 3纤维的拉伸性能测试8 0 2 4 纤维的取向性能测定：8 1 2 5 纤维的热分析8 1 2 6结晶态结构的测试与表征一8 l 3 结果与讨论8 2 3 1 纤维纤度的计算8 2 3 2 纤维的拉伸性能8 4 3 3 纤维的取向性能8 8 3 4 纤维的d s c 分析9 0 3 5 纤维结晶结构的变化9 l 参考文献9 5 第五章药物从纤维中的释放研究9 7 1 引言9 7 2 实验部分9 7 2 1 原材料9 7 2 2 设备9 7 2 3 电导率的测试过程9 7 3 结果与讨论9 8 3 1 柿叶药物纤维在不同温度下的缓释影响9 8 3 2 缓释动力学模型研究进展1 0 0 参考文献1 1 4 致谢1 1 9 东华大学博士论文 含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 第一章文献综述 1 中草药概述 中草药是中华民族传统文化的瑰宝之一。长期以来，人们对中草 药的认识都集中在其药理方面，这方面的例子已举不胜举。但是，作 为一种植物，其材料特性却一直被人们所忽视。事实上，中草药是一 种天然的、可再生资源，是现代社会人们所期望的一种工业原料。利 用中草药提取成分采用适当的方法可以制成纤维和膜产品，应用于与 人体直接接触的服装和床上用品，也可作为医用纺织材料，如手术衣、 绷带、绷托等。随着人民生活水平的提高，对纺织品的功能性要求日 益增加，近年来，国内外先后开发了多种具有各种各样的功能性纺织 品 1 - 2 】。 1 1 材料特性 中草药的材料成分主要有纤维素、半纤维素、木质素以及各种提 取物 3 - 5 】。纤维素、半纤维素和木质素是组成植物细胞壁的主要物质。 纤维素是天然高分子化合物，其结构是许多d 吡喃葡萄糖( 1 5 ) 彼此 以1 3 ( 1 4 ) 苷键连接而成的线性大分子 6 1 ，应用非常广泛【7 1 。半纤维 素是来源于植物的聚糖类，它们分别含有一种或几种糖基构成基础链， 其他糖基作为支链连接在基础链上 8 - 1 2 】。木质素是一类由苯丙烷单元 通过醚键和碳一碳键连接的复杂的无定性高聚物【1 3 l ，其在高分子中也 有很大的利用价值1 4 】。一般在植物纤维原料中，纤维素、半纤维素和 木质素占原料总量的8 0 一9 5 ( 棉纤维的纤维素含量高达9 5 - 9 7 ) 。 下表l 列出了常见三类植物纤维原料的主要化学成分比较。 中草药的提取物主要是糖类、植物碱、单宁、色素、粘液、果胶 质、脂肪、脂肪酸、树脂、树脂酸、萜烯、酚类物质、腊、石油精及 一些无机物等。这些物质因溶剂的不同而溶出的程度不同( 如表2 所 示) 。 笙奎堂堕主鲨支含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 表2植物原料提取物组成的区分方法【3 5 】 水提取物，包括原料中的部分无机盐类、糖、植物碱、单宁、色 素、及多糖类物质。 稀碱除溶出原料中能被水溶出的物质外，还可溶出部分木素、聚 戊糖、树脂酸、糖醛酸等。也可一定程度上检测原料变质、腐败的程 度。 有机溶剂，通常包括乙醚、苯、丙酮、乙醇、苯一醇混合液、石 油醚。有机溶剂能溶出的物质包括脂肪、脂肪酸、树脂酸、萜烯、酚 类化合物、腊、可溶性单宁、香精油、色素等等。由于溶剂的性质不 2 东华大学博士论文 含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 同和溶解能力不同，不同溶剂所溶出的物质的量和组分是不同的。考 虑到纤维素成分为主要成分，具有和我们常用的粘胶纤维具有相同的 结构，因此可以考虑把中草药作为一种材料使用。 1 2 药理特性 中草药的药理特性比较复杂，这是因为中草药中所含的有效药用 成分多的缘故，而且对于一类中草药，可以具有多种不同的药理功能。 如香豆精类中草药具有：( a ) 抗菌的作用；( b ) 扩张冠状动脉的作用：( c ) 抗凝血的作用；( d ) f l x 血的作用；( e ) 催眠与镇静的作用；( f ) 吸收紫外光 线的作用；( g ) 其它作用；又如从红豆杉属植物短叶中分离出的紫杉醇 和番荔枝科的植物成分番荔枝内酯以及某些生物碱都具有抗癌活性 【15 】 0 1 3 中草药产品开发的历史 我国是一个地大物博、药材极为丰富的国家，供民间实用的中草 药就达数千种以上，常用的中草药也有几百种之多。近几十年来，对 中草药的研究正在不断深入，尤其在中草药药理学和中草药化学成分 方面，总结出了许多宝贵经验【16 1 。我国利用中草药历史悠久，至今已 有2 0 0 0 多年的历史，早在上古时期，就出现了第一部药典神农百草 经，到明代的时候，李时珍对中草药进行了系统的编目，并写下了本 草纲目。近几十年来，对中草药的研究正在不断深入，尤其在中草药 药理学和中草药化学成分方面，总结出了许多宝贵经验。中草药的药 理特性比较复杂，这是因为中草药中所含的有效药用成分多的缘故。 根据中草药对人体作用的多样性，中草药可以按不同功能分成以下几 类： 在中草药利用方法上。传统的利用中草药的方法是按中药的配伍 理论，将各种中草药以一定比例混合，用水煎成汤剂，但此汤剂因为 制备烦琐，口感不佳，而不能被快节奏的现代社会所接受。目前，大 都提取其有效成分，然后再制成胶囊剂、丸剂、散剂、合剂、片剂、 注射剂等【17 1 。 东华大学博士论文 含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 中草药产品开发的历史背景：天然的具有生物活性的高分子有甲 壳质、壳聚糖、天麻、肝素等，多数高分子材料在引入生物活性基团 后具有医用功能。例如使聚乙烯醇与硝基呋喃类药物( 如硝基呋喃丙 稀醛) 进行缩醛化反应，反应后所得的纤维具有除菌、抑菌的作用， 并具有良好的抗菌稳定性。该纤维能抑制葡萄球菌，肠道杆菌的生长， 可用它制造医用缝合线、人工血管和脏器以及包扎材料等。日本帝人 公司开发出了森林浴纤维t e t o r o ng s ，把柏树木提取的香精混入聚酯 中空纤维的芯部，制成皮芯型结构的复合纤维，该纤维通常被用作棉 絮，作为被絮、床垫等用品，具有驱蚊、抗菌和除臭等功效。还有人 把奴佛卡因、奴佛卡因酰胺、苏夫卡因等麻醉性药物，通过接枝的方 法，联接在含有羧基地纤维素纤维或聚乙烯醇纤维上，制得具有麻醉 功能的纤维【1 8 19 1 。日本有人通过辐射接枝的方法，把将植物类材料提 取的单宁类化合物 2 0 - 2 2 1 引入到聚乙烯上，使聚乙烯纤维具有吸附金属 离子的功能，用于水处理和水中金属铁的收集。也有人将提取的中药 有效成分混入高分子溶液，如张幼珠等人将中药提取液混入丝素蛋白 液中制取中药丝素膜，该膜用于创面的覆盖材料时，兼有常规中药涂 敷创面的杀菌生肌的作用和创面覆盖材料保护创面的作用【2 ”。山西省 化学纤维研究所的徐红权将枫叶乙醇提取物用载体p v a 和明胶制成止 血纤维，该止血纤维具有生物相容性好，止血效果明显并具有抗茵消 炎的功能【24 1 。 我国是一个历史悠久的文明古国，在5 0 0 0 年的文明史中，有许多 关于我国的先民们因地制宜地利用天然的植物根、茎和叶治疗疾病的 记载。据文献，许多树叶都有其独特的药理作用。如桔叶的主要药理 作用是疏肝、行气、化痰、消肿、散毒。而将青绿的桔叶捣成汁服下， 可治肺痈。此外，桔叶泡饮代茶能治慢性肝病、肝气郁结、妇女乳房 疾患等。再比如银杏叶，从银杏叶中提取的银杏双黄酮，初步确定有 降低血清胆固醇、升高磷脂和改善胆甾醇与磷脂比例及降低高血压的 作用，用其配成的”舒血宁”对心绞病、冠心病、脑血管疾病、痢疾杆 菌和真菌引起的疾病均有较好的疗效。银杏叶功能性食品可治疗脑功 4 东华大学博士论文 含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 能不全、痴呆等症，调节血压、治疗动脉硬化、心脏病、肝脏病、胰 脏病等循环系统疾病。日本人最近研究发现银杏叶中的十七碳烯水扬 酸对e b 病毒有抑制作用，从而使银杏叶制剂向抗癌领域延伸了一步。 桑树叶的药用价值也很高，内含胡萝卜素、维生素、氨基酸、胆碱黄 酮甙、鞣质等。祖国医学认为桑叶是一味疏风清热、凉血明目的中药， 对某些发热性疾病( 如风热感冒) 、红眼病等疗效不错。现代医学研究 指出，桑叶有降压、降糖的作用。本草纲目对此早有记载，称”汁 煎代茗能止消渴( 即糖尿病) ”。 开发天然植物树叶资源，充分利用它们的药用价值，具有十分重 要的意义。首先，植物是地球上最丰富的可再生的有机资源。植物纤 维原料再生速度快，每年约固定2x1o 吨碳，内含3x10 2 1 j 能量，相 当于6 0 0 亿至8 0 0 亿吨石油，即全世界每年石油总产量的2 0 至2 7 倍。 以植物树叶为资源，没有能源危机，不破坏自然环境，有利于人与自 然界的协调，满足人类社会可持续性的发展。由于以往植物树叶大都 是被腐烂或丢弃，甚至于被燃烧处理，既浪费资源又污染环境。所以 ：以植物树叶为资源开发产品也可以做到物尽其用。事实上，天然药物 。j具有人体亲和性，副作用小的特点，所以对天然产物的研究与开发历 来就是人类寻找新药的一条途经。随着人们对天然药物研究的逐渐深 入，新药的研究重点日益转向天然产物的开发和利用。可以想象到， 由于中草药植物具有的天然的人体亲和性、相容性、止血性及可降解 性，由此而制备功能性材料将具有可看好的应用前景 2 5 - 3 0 】。 长期以来，我们发现许多植物型中草药有很好的药物性能，如三 七、仙鹤草、白芨、蒲黄、地榆、小蓟、白茅根、茜草及柿树叶等。 其中一些在我国已经被广泛研究和应用。如侧柏叶【3 1 】具有凉血及止血 的性能，它的水煎剂可治疗各种出血病症，没有明显的毒副作用。紫 珠3 2 1 能明显缩短凝血时间和出血时间，主要是增高血小板数，是临床 上治疗血小板减少性出血的药理基础。地黄1 3 3 是常用的补益中药之一， 对造血系统有广泛的药理活性。仙人掌【3 4 】既是观赏植物，又是一味常 用的民间中药，它具有行气活血、清热解毒等药效。藏药独一味【35 j 和 东华大学博七论文 含柿叶活性成分纤维的制备与性能研究 柿叶也有良好的止血性能，而且已经得到初步应用 3 6 1 。 考虑到柿叶的生物性能及原料的普遍、低成本等特点，本论文中 选择柿叶为原料制备生物纤维。 2 柿叶概况 柿叶为柿树科( e b e n c e a e ) 柿树属( d is p r y o s l ) 植物柿树的叶。柿树 为一种常绿或落叶乔木或灌木，生长在热带或温带，约有6 属4 5 0 种。 我国有柿树2 属5 0 多种，栽培面积约2 0xlo s m 2 ，主要分布在陕西、 河南、山东和河北，年产柿子约5 0 l05 顿，占世界总产量5 0 以上【36 1 。 柿树是我国的重要经济树种之一，全身皆是宝。比如，其木心材 带黑色，为乌木，质硬纹细，是雕刻佳材；果子味甜、营养丰富，主 要用于食品和发酵饮料，并被认为具有消食健脾的功能；果皮可制做 果胶及高纤维粉，具有防肠癌和冠心病的作用；柿霜、柿蒂及柿漆可 药用【37 1 。 关于柿叶，近几年国内外已开始开发利用其制饮料，如国内已制 出“灵芝柿叶茶 ，具有抗氧化、降血脂保健作用，日本人则认为有延 年益寿、防病抗衰的奇效 3 5 - 4 4 1 。这是因为柿叶中含有黄酮甙、类脂、 香豆素、有机酸和丰富的维生素c 【38 1 。每百克干柿叶含维生素c 3 5 克， 比柑桔、猕猴桃等多lo 2 0 倍。被公认维生素c 含量多的柠檬，也只 有柿叶含量的5 。据报道柿树叶中含有机酸、挥发油、生物碱、还原 糖、多糖、鞣质、酚类、香脂精和丰富的维生素c 等多种有效成分， 还有治疗癌症的黄酮甙类 化合物 4 5 - 4 6 】。考虑到将柿树叶加工成不 同的产品以满足人民生活水平日益提高，对植物类产品的