絲素蛋白-聚己內(nèi)酯納米纖維膜的制備及雙軸力學(xué)性能研究.pdf

1、本文通過靜電紡絲法制備了絲素蛋白納米纖維膜，研究乙醇處理對其形貌、結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，乙醇處理后，絲素蛋白纖維直徑增大，纖維間出現(xiàn)粘結(jié)，絲素蛋白分子構(gòu)象從無規(guī)轉(zhuǎn)變?yōu)棣抡郫B結(jié)構(gòu)，結(jié)晶結(jié)構(gòu)以silkⅡ型為主，纖維膜經(jīng)乙醇處理后，斷裂應(yīng)力增大，斷裂應(yīng)變減小。將絲素蛋白與聚己內(nèi)酯共混，靜電紡制得絲素蛋白/聚己內(nèi)酯共混納米纖維膜，隨著聚己內(nèi)酯含量比增加，纖維直徑逐漸減小，纖維膜的應(yīng)力應(yīng)變均有所提高。因此，可通過調(diào)節(jié)聚合物的含量來對電紡

2、共混納米纖維膜的力學(xué)性能進行調(diào)控。
　　在上述基礎(chǔ)之上，以滾筒為收集裝置，靜電紡制備了取向排列的絲素蛋白/聚己內(nèi)酯共混納米纖維膜。利用場發(fā)射掃描電鏡對絲素蛋白/聚己內(nèi)酯納米纖維的形貌進行表征，并利用MATLAB軟件對纖維排列的取向程度進行定量計算，最后以單軸拉伸測試電紡納米纖維膜的力學(xué)性能。結(jié)果表明收集滾簡轉(zhuǎn)速越大，纖維直徑越小、排列取向程度越高;纖維定向排列的結(jié)構(gòu)使電紡膜力學(xué)性能表現(xiàn)出了各向異性，與垂直滾筒滾動方向的纖維膜相比，

3、沿滾筒滾動方向的纖維膜斷裂應(yīng)力較大、斷裂應(yīng)變較小;隨著滾筒轉(zhuǎn)速提高，沿滾筒滾動向的纖維膜斷裂應(yīng)力逐漸增大、斷裂應(yīng)變逐漸減少，而垂直滾筒滾動方向的纖維膜則呈相反的力學(xué)行為。
　　本文利用雙軸拉伸測試絲素蛋白/聚己內(nèi)酯納米纖維膜的力學(xué)性能。在雙軸兩向拉伸速率比1∶1、2∶1、5∶1、8∶1下，對無規(guī)排列的纖維膜進行雙軸拉伸破壞實驗，在拉伸速率比1∶1、2∶1、4∶1、5∶1、8∶1下進行雙軸循環(huán)拉伸實驗;在1∶1的速率比下對取向排列的

4、纖維膜進行雙軸循環(huán)拉伸。結(jié)果表明，電紡纖維膜最大拉伸負荷與施加的拉伸速率比有關(guān)，沿滾筒滾動方向的纖維膜拉伸負荷要大于垂直滾筒滾動方向。電紡纖維膜在循環(huán)載荷作用下具有非線性非彈性的力學(xué)特性，纖維膜的彈性功率隨著循環(huán)次數(shù)增加而提高，與拉伸速率比關(guān)系不大，取向方向的纖維膜彈性效率要略高于垂直方向。
　　最后，本文對第2次循環(huán)拉伸負荷-應(yīng)變曲線進行擬合，建立了在雙軸循環(huán)加載段電紡纖維膜拉伸負荷-應(yīng)變的關(guān)系式σ=A+Bε+Cε2，預(yù)測纖維膜