棉纤维原纤结构的分形特征

讨论棉纤维次生层S2的分形特征,假设为4级原纤体堆砌成的3级分形结构,采用3种不同形式的原纤堆砌模型——圆形、混杂形和椭圆形,对其进行各级原纤半径、分维数和结晶度的估算与对比分析,对理论值与实际值的差异作了模型修正验算。结果证明,椭圆形模型的修正模型较为准确,其3级分维数分别为1.657 5、1.647和1.732,修正后的原纤束结晶度为64.7%,与棉纤维实际结晶度相近。

聚对苯撑苯并二噁唑原纤化纳米纤维制备技术及结构性能

聚对苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维是一种具有多重原纤结构的高分子聚合物。通过机械力作用可以使PBO纤维发生原纤化,制备具有直径小于100 nm的PBO原纤化纳米纤维。文中对PBO纤维发生原纤化的历程及机理进行研究,扫描电镜观察发现PBO纤维的原纤化过程包括:脱除皮层、主干破坏、进一步原纤化等阶段,剥离和劈裂是原纤化的主要方式。经过原纤化处理的PBO纤维,呈现不同尺寸纤维组成的多分散体。打浆度70°SR的PBO原纤化纳米纤维的直径可达到50 nm,其保水值118%,纤维长度分布主要集中在0.3~0.5 mm,比表面积21.89 m^2/g。以PBO原纤化纳米纤维为原料,通过湿法成形方式在抄纸系统上制备的纸基材料力学性能随着原纤化程度增加而增加。

大豆蛋白/PVA复合纤维细观形态结构

通过扫描电镜、光学显微镜等方法对大豆蛋白/PVA复合纤维的微细结构做了分析和比较,结果表明,大豆蛋白/PVA复合纤维有比较明显的皮芯结构,皮层厚度约为1.8μm,芯层厚度约为5.8μm。大豆蛋白/PVA复合纤维有明显的孔洞和表面皱缩。通过对断口的观察,发现大豆蛋白/PVA复合纤维有原纤结构。

大豆蛋白复合纤维内部结构的研究

为了研究大豆蛋白复合纤维的内部结构,通过红外光谱和X-衍射等方法,对大豆蛋白复合纤维和相关的蛋白质纤维的内部结构进行了分析和比较。结果表明:大豆蛋白复合纤维有较高的结晶指数和较低的取向度;大豆蛋白复合纤维与维纶纤维的显微-红外光谱图基本相同。说明大豆蛋白复合纤维与维纶纤维的化学成分及结合键的形式基本相同,大豆蛋白复合纤维的蛋白质成分较低。

蚕丝在原纤水平的溶解及静电纺丝

采用氯化钙(CaCl_2)-甲酸(FA)溶解丝素,通过调整溶剂中CaCl_2质量分数来实现蚕丝原纤水平的溶解及静电纺丝过程。结果表明,区别于已有溶解丝素至分子水平的溶解方法,CaCl_2-FA溶解体系可在常温条件下通过破坏分子间氢键作用,破坏β-折叠结构而保留蚕丝原有的原纤结构而实现蚕丝溶解。溶液中观察到原纤尺寸随CaCl_2质量分数的增加呈减小趋势,溶解丝素所需时间随CaCl_2质量分数的增加而缩短。丝素溶液中原纤结构尺寸的差异对静电纺丝素纳米纤维直径和力学性能有所影响,CaCl_2质量分数由2%增加到10%,所纺纤维直径由(336±25)nm降低到(118±14)nm,5%6%纤维的断裂应力达到(13.5±5.6)MPa。乙醇及拉伸处理可以诱导丝素由无规卷曲结构向β-折叠的转变。

具有片层或原纤状结构的壳聚糖膜制备及性能比较

分别以甲酸和乙酸为溶剂,制备2种具有不同微纳米层级结构的壳聚糖膜,并对比分析2种膜的结构特征、力学性能和热学性质。结果表明,采用乙酸溶解壳聚糖所制膜具有片层状结构,而甲酸溶解所得的壳聚糖膜具有原纤状结构。与片层状的乙酸溶解壳聚糖所制模相比,原纤状的甲酸溶解壳聚糖所制膜,具有更高的结晶度、断裂强度,但断裂伸长率和模量却相对较低,而两者的热学性质差异不大。

氯化钙-甲酸溶解体系再生丝素长丝的制备及其性能

为改善再生丝素长丝力学性能差的问题,选用氯化钙-甲酸溶解体系获得丝素溶液并采用湿法纺丝技术制备再生丝素长丝。研究结果表明:与传统的三元溶剂溶解丝素至分子水平有所不同,氯化钙-甲酸可在常温条件下溶解蚕丝,更重要的是在溶解过程中保留了原纤结构,在牵伸作用下再生丝素长丝的断裂应力较传统溶解方法提高了近1倍,纤维表面均匀光滑,在放线菌蛋白酶溶液中表现出相对缓慢的降解速度。该方法工艺简单,环境友好、高效,并可实现再生丝素长丝的连续制备。