随着社会的进步与科技的发展,人们环境意识的不断增强,材料的循环利用越来越受到科学界的关注。有关合成高分子的回收利用研究已经开展,部分高分子材料已经被循环利用。废弃天然高分子的回收利用将是保护人类生态环境、实现资源充分利用的一个重要方面。对废弃天然高分子的回收利用,既可降低材料的成本,同时也能缓解石油资源枯竭所带来的威胁,更能缓解人类对于环境的压迫。废弃的羽毛中含有大量的角蛋白,因其具有良好的生物可降解性能、生物相容性等,将代替合成高分子材料应用于人类生活的多个领域。本论文立足环境友好高分子的发展前沿,以保护人类生态环境、实现资源的充分利用为目的,探索角蛋白在可降解膜材料中的应用。论文首先对角蛋白提取、应用研究新进展进行了综述。介绍了角蛋白结构、种类以及近年来角蛋白及角蛋白衍生物的应用研究状况;并综述了可降解包装膜的种类、性能、制备方法以及应用研究,并提出了包装膜的缺点。其次,以废弃羽毛(红色和白色羽毛)为原料,采用醇酸双预处理-还原法提取羽毛角蛋白,采用紫外-可见光谱、红外光谱、SDS-PAGE、飞行时间质谱、元素分析、氨基酸分析以及圆二色谱对红色羽毛角蛋白(RFK)和白色羽毛角蛋白(WFK)进行了表征,探讨了羽毛颜色与角蛋白结构的差异性。结果表明,羽毛、提取的角蛋白及角蛋白溶液的颜色差异可能在于含S氨基酸(胱氨酸)的含量的差异,胱氨酸的含量多导致了RFK溶液的颜色较深,或氨基酸顺序的差异。第三,将羽毛角蛋白与马铃薯淀粉作为天然高分子原料,采用溶液浇铸法制备角蛋白/马铃薯淀粉复合膜(RFK/PSt-F),并考察了成膜条件,如增塑剂/基质、糊化温度及角蛋白用量对膜材料性能的影响,获得了RFK/PSt-F的最佳成膜条件。与马铃薯淀粉膜(PSt-F)和角蛋白膜(RFK-F)相比,将RFK/PSt-F作为包装膜具有良好的阻油性,能作为食品的外包装材料,且在环境中不会造成污染。以PSt-F和RFK/PSt-F为载体,以小分子化合物,罗丹明B为模型药物分子,研究了对药物分子的负载与释放性能。结果表明:在不同pH缓冲液中,PSt/-F和RFK/PSt-F对罗丹明B显示了良好的控制释放性能、释放能力不同,且释放量大。但复合膜在酸性条件下的释放量最大达85%,PSt/-F在碱性条件下的释放量最大为80%。这说明角蛋白的加入使复合膜的药物释放量增大。最后,以羽毛角蛋白和大豆分离蛋白为天然高分子原料,采用溶液浇铸法制备角蛋白/大豆分离蛋白复合膜(RFK/SPI-F),并考察了成膜条件,如基质比,成膜液pH以及增塑剂/基质对膜材料性能的影响,得到了RFK/SPI-F的最佳成膜条件。与大豆分离蛋白膜(SPI-F)和RFK-F相比,将RFK/SPI-F作为包装材料具有良好的阻油性。以SPI-F和RFK/SPI-F为载体,小分子化合物,罗丹明B为模型药物分子,研究了对药物分子的负载与释放性能。结果表明,SPI-F和SPI/RFK-F对罗丹明B显示了良好的控制释放性能,而且不同的pH下释放能力不同,但是,复合膜的释放速率较慢,这利于药物的充分利用吸收。总之,从羽毛中提取角蛋白,变废为宝,将其作为原料制备的角蛋白/马铃薯淀粉膜材料和角蛋白/大豆分离蛋白膜材料不仅具有良好的机械性能、阻油性,而且可生物降解不会污染环境;将其作为药物载体,负载药物有望作为一种新型的pH敏感的药物载体材料应用于医药领域。