再生蛋白复合纤维结构与性能研究
再生蛋白复合纤维由于其优良的性能已引起了广泛关注，也开展了很多研究，本文主要研究再生蛋白复合纤维结构与性能间关系，为进一步开发利用、改善性能提供依据。
本文主要针对大豆蛋白/聚乙烯醇复合纤维[1]、牛奶蛋白/PAN复合纤维、胶原蛋白/PAN复合纤维等再生蛋白纤维，通过采用氨基酸分析仪、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、广角X射线衍射(WAXD)及照像、小角X射线照像、热重(TG)、差示扫描量热(DSC)、粘弹谱仪(VES-F)等测试仪器或手段，研究了氨基酸种类特征、纤维形态结构、X射线晶面及特征峰衍射、特征红外光谱、热失重、特征放热行为、及动态力学性能等，并得到相关新的实验研究结果：
1.通过氨基酸分析仪测试了蛋白纤维的氨基酸种类，分析了各自性能，并计算纤维的蛋白含量。
2.sp/PVA的红外光谱上存在氨基酸及聚乙烯醇的特征吸收峰，以及聚乙烯醇缩甲醛的特征吸收峰。说明其为大豆蛋白与聚乙烯醇的二组分纤维且经过了交联处理。而红外光谱图中未发现有新键生成，说明大豆蛋白与聚乙烯醇之间未形成接枝，大豆蛋白嵌入聚乙烯醇基底中。牛奶蛋白/聚丙烯睛纤维和羊毛蛋白/PAN复合纤维的红外光谱结果同样证明二者分别为蛋白质和PAN的二组分纤维；两种蛋白和PAN也并未形成接枝。
3.通过扫描电镜及透射电镜观察发现，蛋白复合纤维表面存在沟槽，截面可见蛋白复合纤维形成了皮——芯结构，并有不同程度的孔洞；
4.广角X射线照像及衍射表明，sp/PVA与聚乙烯醇的晶型相似，这是因为占少量成分的蛋白不易结晶而以无定形态存在。纤维线密度减少，纤维结晶度提高，晶粒尺寸增大，而总蛋白含量对于结晶度的影响不大。热延伸不同倍数下，纤维结晶度的变化为：开始阶段，结晶度随着延伸倍数的增大而增大，到达一定倍数时，由于结晶逐步被破坏而呈现相反的规律。三种sp/PVA结晶度达到最大的极限延伸倍数不同。sp/PVA的小角射线照像上没有长周期信号出现，说明在50nm～100nm之间没有晶粒存在。牛奶蛋白/PAN复合纤维和羊毛蛋白/PAN复合纤维呈现类似的衍射情况，结晶度较低，晶型不完整。胶原蛋白/PAN复合纤维和15μm羊毛的的衍射表明其基本以无定形态存在；
5.进行了几种蛋白纤维的热学性能研究，结果表明：sp/PVA与聚乙烯醇失重规律有一定差异。sp/PVA存在两个特征吸热峰，设计多个差示扫描量热实验，计算热焓值并与聚乙烯醇的实验结果进行对比，证明第一峰为sp/PVA的玻璃化转变区。
6.动态粘弹力学实验证明，频率恒定时，蛋白纤维的弹性模量随温度的升高而下降，出现脆折态、玻璃态、高弹态和粘流态四种特征状态。sp/PVA弹性模量的大小关系与结晶度测试结果符合。损耗模量的测试结果证明大豆漂白纤维的耐热性能最差，与热失重结果和差示扫描量热结果符合。其损耗-温度模量图上出现三个内耗峰，分别为结构脆折转变、玻璃化转变和粘流转变峰。另外分析了洗涤、纤维线密度、蛋白质含量对于纤维弹性模量及损耗模量的影响。牛奶蛋白/PAN复合纤维和羊毛蛋白/PAN复合纤维测试结果相似。胶原蛋白/PAN复合纤维的测试结果中出现两个突变，说明此复合纤维结构较复杂。
再生纤维;蛋白复合纤维;纤维结构;纺织纤维
西安工程大学;西安工程科技学院
硕士
纺织材料与纺织品设计
姚穆;松生胜
2006
中文
TS102.51
85
2007-05-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）