再生絲蛋白纖維的人工模擬生物紡絲.pdf

1、近年來(lái),蜘蛛主腺體絲以其優(yōu)異的綜合力學(xué)性能受到了人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注,而傳統(tǒng)認(rèn)為力學(xué)性能弱于蜘蛛主腺體絲的蠶繭絲,幾千年來(lái)也一直作為昂貴的紡織材料而聞名。但是,最近的研究結(jié)果表明,只要避免聚集態(tài)結(jié)構(gòu)上的缺陷,天然蠶絲的力學(xué)性能將得到大幅度的提高,甚至接近于蜘蛛主腺體絲。同時(shí),對(duì)蜘蛛紡絲過(guò)程及其影響因素的深入認(rèn)識(shí),為結(jié)構(gòu)性蛋白的人工紡絲提供了一定的指導(dǎo)作用。
　　 基于以上對(duì)天然動(dòng)物絲的研究,本論文主要以自然界來(lái)源廣泛的蠶繭(廢)絲

2、為原料,制備具有較高濃度的再生絲蛋白水溶液為紡絲液,以硫酸銨水溶液為凝固浴,利用自制的紡絲設(shè)備,采用濕法紡絲方法考察了再生絲蛋白纖維工業(yè)紡制的可行性以及纖維力學(xué)性能提高的空間,以期通過(guò)控制絲纖維絲蛋白聚集態(tài)結(jié)構(gòu)來(lái)制備高性能的絲蛋白纖維。
　　 通過(guò)對(duì)濕法紡絲工藝參數(shù)的研究發(fā)現(xiàn),紡絲液濃度對(duì)再生絲蛋白纖維的可紡性具有很大的影響,濃度過(guò)高或者過(guò)低都很難進(jìn)行紡絲,當(dāng)濃度為15％左右的時(shí)候,再生絲蛋白纖維具有很好的可紡性,并且纖維的表面

3、以及截面的結(jié)構(gòu)形貌較好;凝固浴方面,濃度對(duì)再生絲蛋白纖維的截面形狀影響較大,溫度以及凝固浴槽長(zhǎng)度對(duì)形成結(jié)構(gòu)致密的纖維具有積極的意義;后拉伸處理方面,比較了空氣拉伸和水蒸汽拉伸對(duì)纖維的結(jié)構(gòu)與性能的影響,初步提出了適合現(xiàn)有設(shè)備的紡絲工藝。
　　 在優(yōu)化的紡絲工藝條件下,成功紡制了聚集態(tài)結(jié)構(gòu)良好的再生絲蛋白纖維。通過(guò)纖維在形成過(guò)程中結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系,我們發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)充分后拉伸處理的再生絲蛋白纖維具有良好的規(guī)整性以及分子鏈取向,性能上

4、超過(guò)天然蠶繭絲而接近從蠶體內(nèi)直接拉出的絲以及蜘蛛主腺體絲。另一方面,通過(guò)對(duì)經(jīng)過(guò)不同后處理的再生絲纖維的應(yīng)力.應(yīng)變曲線進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)再生絲蛋白纖維在性能上具有很好的可控性。
　　 針對(duì)以上的研究結(jié)果,利用濕法紡絲的原理,引入傳質(zhì)通量比以及固化表面硬度參數(shù)對(duì)再生絲蛋白纖維的形成機(jī)理進(jìn)行了一定的闡述。同時(shí),根據(jù)拉伸過(guò)程中纖維結(jié)構(gòu)與性能的變化,初步提出了水蒸汽以及拉伸過(guò)程中再生絲蛋白纖維內(nèi)部微觀以及宏觀結(jié)構(gòu)變化機(jī)理,這將對(duì)最終紡制超高性