牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維結(jié)構(gòu)及其性能研究.pdf

1、牛奶蛋白改性聚丙烯腈纖維，俗稱牛奶蛋白纖維，是利用牛奶中提取的酪蛋白與聚丙烯腈共聚或共混后通過濕法紡絲而形成的，自問世以來就受到較多的關(guān)注。本課題對(duì)牛奶蛋白短纖維的組成和結(jié)構(gòu)、物理機(jī)械性能、染色性能、耐熱、耐酸以及耐堿等性能進(jìn)行了系統(tǒng)、全面的分析，同時(shí)還對(duì)牛奶蛋白纖維混紡針織面料進(jìn)行了測(cè)試分析。 首先，通過氨基酸成分分析得出牛奶蛋白纖維含有17種氨基酸，質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)24.86％，其中中性氨基酸40.90％，堿性和酸性氨基酸分別為2

2、8.34％和26.80％，另外還包括1.82％和2.14％的胱氨酸和蛋氨酸。紅外光譜分析得出，牛奶蛋白纖維由酪素和聚丙烯腈共同組成。X衍射分析顯示牛奶蛋白纖維是一種半結(jié)晶的纖維，聚集態(tài)結(jié)構(gòu)中結(jié)晶區(qū)和無定形區(qū)兩相結(jié)構(gòu)并存，且有著明顯的結(jié)晶峰，結(jié)晶度為45.22％，晶區(qū)取向度72.10％。SEM觀察顯示牛奶蛋白纖維橫截面呈近圓形，纖維表面有細(xì)小的微孔和較多的凹凸，縱向有長短、寬窄不規(guī)則的溝槽。 其次，通過測(cè)試分析得出，牛奶蛋白纖維Z

3、CA的斷裂強(qiáng)度是4.0cN/dtex，是棉斷裂強(qiáng)度的1.3倍，是羊毛的2倍，是牛奶蛋白纖維HCA的1.4倍，而ZCA斷裂伸長率是25％，比HCA的低20％。兩種牛奶蛋白纖維濕強(qiáng)都有所降低，尤以HCA降幅更為明顯，高達(dá)42.90％；ZCA動(dòng)、靜摩擦系數(shù)比較大，分別高達(dá)0.44和0.49。其纖維質(zhì)量比電阻為1010Ωg/cm2，靜電情況比較嚴(yán)重。牛奶蛋白纖維的卷曲率、卷曲回復(fù)率較低。在50℃和130℃下處理8h，牛奶蛋白纖維強(qiáng)力分別降低了8

4、.52％和27.75％。TG曲線分析顯示，ZCA在低溫時(shí)的耐熱性能比腈綸略差，纖維熱裂解從220℃開始，重量急劇減少，裂解高峰發(fā)生在318.5℃附近。至600℃時(shí)重量變化率約為-51.73％。DSC分析顯示，ZCA分別在50℃～110℃和210℃～293℃范圍內(nèi)出現(xiàn)吸熱臺(tái)階，與之相反，HCA在210℃～293℃出現(xiàn)的是放熱峰。牛奶蛋白纖維相對(duì)的耐酸不耐堿，6mol/L的硫酸溶液處理90min之后牛奶纖維的強(qiáng)力減少了29.27％，同樣濃度

5、的氫氧化鈉溶液處理90min后，強(qiáng)力減少了48.78％，受酸、堿處理后的纖維發(fā)生溶脹，斷裂伸長率有所增加。 再次，通過使用活性Cibacron紅和活性X—RG黃染料，采用一浴兩步變性方法對(duì)纖維進(jìn)行染色研究，試驗(yàn)證明該工藝能提高纖維的上染率和固色率，上染率最大增幅達(dá)23％，固色率最大增幅達(dá)33％。碳酸鈉用量應(yīng)在10g/L～20g/L之間，上染時(shí)間以50min最佳，上染溫度不宜超過90℃。 最后，測(cè)試分析了牛奶蛋白纖維/棉混