拉伸羊毛微細(xì)結(jié)構(gòu)與力學(xué)行為規(guī)律的研究.pdf

1、羊毛纖維是一多細(xì)胞復(fù)合體，主要由鱗片細(xì)胞和皮質(zhì)細(xì)胞堆砌而成，這些細(xì)胞都是通過細(xì)胞間質(zhì)（cell membrane complex，CMC）粘合而構(gòu)成完整的羊毛纖維?？梢?，細(xì)胞間質(zhì)是羊毛纖維中唯一的連續(xù)相，因此，它的結(jié)構(gòu)必將直接影響和制約羊毛纖維的力學(xué)行為。但是，在傳統(tǒng)的羊毛纖維變形理論中，都是依據(jù)蛋白質(zhì)大分子的構(gòu)象、分子間的作用等來論述羊毛纖維的變形規(guī)律和機(jī)理，而對(duì)細(xì)胞間質(zhì)在變形過程中表現(xiàn)的力學(xué)行為并未述及，所以對(duì)于羊毛纖維在拉伸變形中

2、的行為研究就顯得極為重要。
　　 本課題采用傅里葉紅外光譜儀、偏振光譜儀及拉曼光譜儀對(duì)不同拉伸率羊毛(0％、30％、50％)的二硫鍵、大分子的取向結(jié)構(gòu)及分子構(gòu)象情況的變化進(jìn)行了測(cè)試；并通過透射電子顯微鏡對(duì)不同拉伸率羊毛(O％、30％、50％)和甲酸處理羊毛中細(xì)胞間質(zhì)的變化情況進(jìn)行了觀察分析；最終建立四元件非線性物理模型描述不同條件下的羊毛纖維拉伸應(yīng)力一應(yīng)變曲線變化規(guī)律。
　　 通過光譜測(cè)試分析表明，拉伸作用使得羊毛纖維的

3、胱氨酸二硫鍵發(fā)生斷裂，且拉伸比越大，二硫鍵斷裂越多；在拉伸過程中，羊毛大分子構(gòu)象發(fā)生了變化，隨著拉伸率的增大，分子肽鏈取向變化不大；通過對(duì)拉曼光譜上酰胺I帶的譜線分峰擬合面積的比較可以看出，隨著拉伸率的增大，羊毛纖維中a-螺旋含量減少，β折疊和無規(guī)卷曲含量增加，β轉(zhuǎn)角的百分含量沒有明顯的變化趨勢(shì)，即拉伸作用使得羊毛纖維大分子構(gòu)象發(fā)生了從a-螺旋構(gòu)象向β折疊構(gòu)象的轉(zhuǎn)變：通過透射電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)細(xì)胞間質(zhì)是羊毛纖維的力學(xué)薄弱區(qū)，其中皮質(zhì)層中

4、的細(xì)胞間質(zhì)的結(jié)合力大于鱗片細(xì)胞之間的，細(xì)胞間質(zhì)具有一定的粘結(jié)強(qiáng)力；隨著拉伸率的增大，細(xì)胞間質(zhì)中β層斷裂較明顯，且δ層相對(duì)于β層力學(xué)性質(zhì)較弱，細(xì)胞間質(zhì)整體結(jié)構(gòu)由于拉伸擠壓而伸直趨向于平行；經(jīng)甲酸處理后部分β層物質(zhì)被溶解，細(xì)胞間質(zhì)區(qū)被破壞。采用四元件非線性模型對(duì)羊毛拉伸應(yīng)力.應(yīng)變曲線進(jìn)行模擬，Origin軟件進(jìn)行擬合分析結(jié)果表明，其相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9左右。
　　 本文的研究分析表明，在羊毛的拉伸變形中，不僅存在有二硫鍵、氫鍵的斷裂及