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本发明公开了一种异氰酸酯/丝素蛋白复合薄膜及其制备方法，通过将桑蚕茧经过碱性去离子水煮沸脱胶、氯化钙/乙醇/去离子水体系溶解、透析与浓缩，制备得到丝素蛋白水溶液；将六亚甲基二异氰酸酯三聚体与丝素蛋白水溶液均匀混合，得到异氰酸酯/丝素蛋白混合水溶液；然后采用“溶液浇铸”法将该混合水溶液转移至硅胶模具中制备成异氰酸酯/丝素蛋白复合薄膜，具有高透光率、良好的热稳定性、优异的拉伸强度、遇水干燥后韧性好和反复弯曲性能优异等特点，解决了现有丝素蛋白薄膜力学性能较差的技术问题，改善了其遇水后干燥呈易脆、易碎性的不足，有望作为柔性基底材料满足高力学性能和潮湿等复杂环境下的应用需求。