再生絲蛋白纖維的人工模擬生物紡絲.pdf

1、近年來,蜘蛛主腺體絲以其優(yōu)異的綜合力學性能受到了人們越來越多的關注,而傳統(tǒng)認為力學性能弱于蜘蛛主腺體絲的蠶繭絲,幾千年來也一直作為昂貴的紡織材料而聞名。但是,最近的研究結果表明,只要避免聚集態(tài)結構上的缺陷,天然蠶絲的力學性能將得到大幅度的提高,甚至接近于蜘蛛主腺體絲。同時,對蜘蛛紡絲過程及其影響因素的深入認識,為結構性蛋白的人工紡絲提供了一定的指導作用。
　　 基于以上對天然動物絲的研究,本論文主要以自然界來源廣泛的蠶繭(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性能提高的空間,以期通過控制絲纖維絲蛋白聚集態(tài)結構來制備高性能的絲蛋白纖維。
　　 通過對濕法紡絲工藝參數的研究發(fā)現(xiàn),紡絲液濃度對再生絲蛋白纖維的可紡性具有很大的影響,濃度過高或者過低都很難進行紡絲,當濃度為15％左右的時候,再生絲蛋白纖維具有很好的可紡性,并且纖維的表面

3、以及截面的結構形貌較好;凝固浴方面,濃度對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度對形成結構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纖維的結構與性能的影響,初步提出了適合現(xiàn)有設備的紡絲工藝。
　　 在優(yōu)化的紡絲工藝條件下,成功紡制了聚集態(tài)結構良好的再生絲蛋白纖維。通過纖維在形成過程中結構與性能之間的關系,我們發(fā)現(xiàn),經過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、超過天然蠶繭絲而接近從蠶體內直接拉出的絲以及蜘蛛主腺體絲。另一方面,通過對經過不同后處理的再生絲纖維的應力.應變曲線進行分析,發(fā)現(xiàn)再生絲蛋白纖維在性能上具有很好的可控性。
　　 針對以上的研究結果,利用濕法紡絲的原理,引入傳質通量比以及固化表面硬度參數對再生絲蛋白纖維的形成機理進行了一定的闡述。同時,根據拉伸過程中纖維結構與性能的變化,初步提出了水蒸汽以及拉伸過程中再生絲蛋白纖維內部微觀以及宏觀結構變化機理,這將對最終紡制超高性