虎紋捕鳥蛛絲的結(jié)構(gòu)與性能及其靜電紡再生加工.pdf

1、蜘蛛絲纖維是自然界力學(xué)性能最優(yōu)良的天然蛋白質(zhì)纖維，蜘蛛絲還具有生物可降解性、生物相容性等性能?；⒓y捕鳥蛛是一種可人工養(yǎng)殖的蜘蛛，其所產(chǎn)的絲纖維具有良好的潛在應(yīng)用價(jià)值，但天然蜘蛛絲較雜亂難以直接利用，需將其再生加工為可直接使用的產(chǎn)品形式，靜電紡就提供了一種簡(jiǎn)單易行的制備片狀蜘蛛絲纖維制品的方法。 本文以虎紋捕鳥蛛絲和大腹園蛛牽引絲為研究對(duì)象，主要進(jìn)行了以下幾方面的研究： 虎紋捕鳥蛛絲的基本結(jié)構(gòu)和性能：測(cè)定與分析了虎紋捕鳥蛛

2、絲的基本結(jié)構(gòu)與性能，并與大腹園蛛牽引絲作比較?；⒓y捕鳥蛛絲纖維的表面光滑，直徑是已知蛛絲中最小的，在水等溶劑中幾乎不收縮；其氨基酸組成中，丙氨酸、絲氨酸的含量比大腹園蛛牽引絲多，且含有較多的極性氨基酸，但甘氨酸的含量比大腹園蛛牽引絲少；虎紋捕鳥蛛絲纖維的分子構(gòu)象具有顯著的β-折疊結(jié)構(gòu)特征，同時(shí)也有α-螺旋和無(wú)規(guī)卷曲分子的存在；結(jié)晶度大于大腹園蛛牽引絲；耐熱性也優(yōu)于大腹園蛛牽引絲。 天然蜘蛛絲的溶解性能：以虎紋捕鳥蛛絲和大腹園蛛牽

3、引絲為對(duì)象，研究了不同溶劑體系下這兩種不同類屬蜘蛛絲的溶解性能，以期找到一種溶解效果好、價(jià)廉、低毒的溶劑。大腹園蛛絲在9MLiBr、99％六氟異丙醇(HFIP)以及88％甲酸里的溶解率均超過(guò)90％，而虎紋捕鳥蛛絲的溶解能力小于前者，在上述3種溶劑中的溶解率分別是10.3％、74.9％和57.7％。 再生蜘蛛絲蛋白的分子結(jié)構(gòu)：用SDS凝膠電泳測(cè)定了大腹園蛛牽引絲/甲酸溶液的分子量分布，發(fā)現(xiàn)其分子量分布較寬，在50～300KDa之間

4、；用紅外光譜對(duì)再生蜘蛛絲蛋白膜的分子結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，由兩種蛛絲在不同溶劑里溶解后所得的再生蜘蛛絲蛋白膜中，都含有α-螺旋/無(wú)規(guī)卷曲分子和β-折疊結(jié)構(gòu)的分子，并且HFIP和LiBr的作用基本相似，而以甲酸為溶劑時(shí)，再生大腹園蛛牽引絲蛋白膜中，β-折疊分子的特征吸收峰明顯增強(qiáng)。經(jīng)過(guò)再生加工后，蜘蛛絲蛋白的β-折疊分子結(jié)構(gòu)有所弱化。 靜電紡再生蜘蛛絲的結(jié)構(gòu)與性能：用靜電紡絲的方法得到了再生虎紋捕鳥蛛絲和大腹園蛛牽引絲纖維構(gòu)成的非織造織物

5、。將虎紋捕鳥蛛絲和大腹園蛛牽引絲分別溶解在HFIP、HFIP和甲酸的混合溶劑中，制得用于靜電紡絲的再生蜘蛛絲蛋白溶液，并在一定的條件下進(jìn)行靜電紡絲。分別用掃描電鏡、傅立葉紅外光譜儀(FTIR)、X-射線衍射儀、熱分析儀(TG-DTA)以及Instron強(qiáng)力儀測(cè)試了它們的外觀形態(tài)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、結(jié)晶結(jié)構(gòu)、熱性能以及力學(xué)性能。 靜電紡再生虎紋捕鳥蛛絲纖維在水中具有良好的形態(tài)穩(wěn)定性。靜電紡再生大腹園蛛牽引絲纖維遇水則發(fā)生嚴(yán)重的收縮，對(duì)其用