再生丝素蛋白纤维的制备及机理研究

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近年来,随着人们环保意识的增强,加之蚕丝资源的有限,对再生丝素蛋白纤维的开发越来越受到人们的重视。本文是以废弃的柞蚕丝素纤维为原料制备纺丝原液,通过湿法纺丝工艺纺制出力学性能较好的再生蛋白纤维,具体研究了不同纺丝工艺参数对再生蛋白纤维结构和性能的影响,结果表明,再生蛋白纤维的最佳的纺丝工艺为:凝固浴中硫酸铵浓度为40%、温度为20℃,拉伸浴中溴化锂浓度为0.6%、乙醇浓度3%、温度为20℃,热水浴拉伸温度为70℃,热处理时间12min、温度135℃,在此条件下能够成功地纺制得到拉伸倍数为5.16倍的再生蛋白纤维,其断裂强度为193.60Mpa,断裂伸长为15.3%。本文对不同热处理条件下获得的纤维进行的扫描电镜测试、偏光显微镜测试、红外光谱测试分析、X-衍射测试分析得出:热处理过程中,再生蛋白纤维的构象没有转变,还是以α-螺旋和无规卷曲结构为主,少量β-折叠结构并存的。未干燥的纤维结晶度和取向度都比较低,经过热处理后,结晶度、晶粒尺寸和取向度均有有大幅度的提高,蛋白纤维结构致密,力学性能大大改善。最后本文还对成形过程中结构的演变进行了研究,纤维在经过凝固浴成型、拉伸浴拉伸、热水浴拉伸、热处理时,随着拉伸倍数的逐步提高,纤维表面沟槽、裂缝逐渐减少直至光滑,内部孔洞、空隙逐渐减小甚至消失,纤维的结晶度逐步提高,取向度也明显提高,但在整个成型过程中纤维构象并没有发生转变。
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