角蛋白納米復(fù)合功能纖維制備及其應(yīng)用.pdf

1、羊毛角蛋白質(zhì)纖維作為人類利用較早的天然纖維材料之一，具有眾多的其他纖維無法比擬優(yōu)良性能，成為紡織工業(yè)發(fā)展以來的重要原料。由于羊毛品質(zhì)和紡織技術(shù)的限制，每年都有大量的短纖維、粗纖維被廢棄。為了減少羊毛角蛋白資源的浪費和對環(huán)境的污染，研究人員廣泛的關(guān)注和重視羊毛角蛋白質(zhì)溶液制備方法的研究，但由于角蛋白質(zhì)其獨特的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使其對溶劑的選擇要求較高，目前溶解羊毛角蛋白纖維的方法都存在問題，如工藝復(fù)雜、制成率低、溶液濃度低等，限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。<

2、br>　　本文首先應(yīng)用改進(jìn)后的還原C法對羊毛進(jìn)行處理并提取羊毛角蛋白。其次，將羊毛角蛋白與PEO進(jìn)行復(fù)合紡絲獲取納米纖維膜。再次，采用交聯(lián)劑EDC/ NHS與羊毛角蛋白膜共價交聯(lián)，以增大纖維膜的耐水性和強(qiáng)力，對交聯(lián)后的具有強(qiáng)力的纖維膜進(jìn)行重金屬吸附應(yīng)用實驗。最后，對混入了ZnO量子點的羊毛角蛋白與PEO的共溶液進(jìn)行靜電紡，獲得功能性復(fù)合纖維，并對其生物相容性進(jìn)行了初步研究。
　　本文研究了還原C法對羊毛纖維的溶解時間，溶解溫度和羊

3、毛纖維濃度對羊毛溶解性能的影響，確定了最佳溶解工藝條件：羊毛纖維濃度在還原C溶液中的濃度為3wt.％，溶解溫度90℃，溶解時間控制在2小時。通過FT-IR、TGA、XRD和SEM分析手段對還原C溶液溶解羊毛前后進(jìn)行測試，結(jié)果表明改進(jìn)后的還原C法對羊毛角蛋白纖維有較好的溶解性能，再生過程中羊毛角蛋白構(gòu)象由α-螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成β-折疊結(jié)構(gòu)，同時溶解過程中因發(fā)生氧化反應(yīng)使部分二硫鍵被打破，降低了再生膜的熱穩(wěn)定性。其次，對羊毛角蛋白粉末與PEO進(jìn)

4、行靜電紡絲，最佳工藝：距離控制在24-25cm，電壓控制在13-15KV，紡絲液濃度3％。采用交聯(lián)劑EDC/ NHS增大纖維膜的耐水性和強(qiáng)力，最佳交聯(lián)時間：48小時。測試表明，隨著交聯(lián)時間的延長，纖維膜的強(qiáng)力，斷裂延伸率，溶脹率，溶出率以及溶失率都在逐漸增大，并且在48小時時各項性能都已經(jīng)接近于最佳。通過FT-IR、TGA、XRD和SEM分析手段探究了其交聯(lián)應(yīng)為化學(xué)交聯(lián)，因此納米纖維膜的力學(xué)和熱力學(xué)性能提高。隨后對交聯(lián)后的膜進(jìn)行重金屬吸

5、附試驗，驗證了吸附類型近似于弗來因德利胥型吸附等溫曲線。最后，在羊毛角蛋白/PEO甲酸溶液中加入ZnO量子點，通過靜電紡絲獲得羊毛角蛋白/PEO/ZnO復(fù)合功能性纖維膜，通過FT-IR，熒光顯微鏡測試證明ZnO量子點的存在。混入ZnO量子點的羊毛角蛋白/PEO的復(fù)合功能性纖維膜在250-400 nm的紫外波長的紫外線透過率比羊毛角蛋白/PEO靜電紡纖維膜低很多，說明其具有良好抗紫外性能。另外，實驗顯示混入ZnO量子點的羊毛角蛋白/PEO