海藻酸钠/羊毛角蛋白纤维的氢键作用及其结构与性能

以废弃羊毛为原料,采用酸碱法提取羊毛角蛋白,湿法纺丝制备海藻酸钠/羊毛角蛋白(SA/WK)复合纤维,研究了SA/WK复合体系中的氢键,以及氢键对其结构和性能的影响。通过FT-IR、SEM对复合纤维化学结构和微观形态结构进行表征,对其流变性能、结晶性能和力学性能进行了研究。结果表明,SA/WK纤维中存在分子内氢键和分子间氢键。随着WK含量的增加,分子间氢键的占比先增大后减小,在30%WK时达到最大值。分子间氢键的增加导致SA/WK复合纤维的断裂强度显著提高,在30%WK时达到最大值1.87 cN/dtex。SA/WK复合溶液的黏度随着WK含量增加而增大,但是WK增加至40%时SA/WK复合体系的溶液黏度降低。SA/WK纤维的结晶度低于纯WK的结晶度,并且主要以无定型形式存在。纤维表面沟槽深度和数量随着角蛋白含量的增加而增大。

海藻酸钠/羽毛角蛋白复合纤维的制备与性能

采用酸碱法在鸭毛中提取羽毛角蛋白(FK),通过正交实验研究了FK提取的最佳条件。将FK与海藻酸钠(SA)进行共混,制备SA/FK复合溶液,测试了复合溶液的流变性。通过湿法纺丝制备SA/FK复合纤维,研究了复合纤维的基本性能并表征了复合纤维分子间氢键作用。结果表明:在最佳提取条件下(提取温度为60.0℃,提取时间为120.00min,碱浓度为2.00wt%),FK产率最高为45.75%。SA/FK复合溶液的表观黏度随剪切速率的增加而减小,随FK含量的增加呈现先增后减的趋势。FK的加入使分子间氢键作用增强。SA/FK复合纤维的力学断裂强度能够达到1.96cN/dtex。SA与FK的复合破坏了原有分子的晶体结构,SA/FK复合纤维分子结构是以非晶态存在。SA/FK复合纤维的表面具有均匀的沟槽结构。

海藻纤维用不同溶剂处理后分散性的研究

通过湿法纺丝技术,将纺丝液挤出到凝固浴中,制备出海藻纤维丝束.然后利用不同的溶剂对海藻纤维丝束进行浸泡处理30 min,60℃条件下干燥3 h后,通过光学显微镜观察海藻纤维丝束在不同溶剂中的变化,通过扫描电子显微镜分析了海藻纤维表面的形貌变化及干燥后的海藻纤维丝束的分散状态,通过傅里叶红外图谱分析了海藻纤维和海藻酸钠粉末中氢键的缔合现象.在实验观察、红外谱图分析和吸湿理论的基础上,结合对不同溶剂之间的区别与联系的分析,探讨了海藻纤维丝束在干燥过程中产生并丝现象的界面理论模型,并应用这一界面理论模型对实验现象进行了合理的解释.最后,通过加热破坏氢键实验、封闭羟基实验和冷冻干燥实验,验证了这一界面理论模型的正确性的同时,也可以用来解决纤维丝束的并丝现象,扩展其应用范围.