不同连接剂复合的胶原蛋白/聚乙烯醇纤维结构与性能研究

论文摘要

胶原蛋白存在于动物的皮、骨、软骨、牙齿、肌腱，韧带和血管中。胶原蛋白呈纤维状，具有较好的力学性能。但是胶原蛋白成纤性较差，单独纺丝比较困难，需要与其他成纤高聚物复合纺丝。本论文在胶原蛋白与聚乙烯醇复合的同时，加入连接剂（AlCl3、Na2B4O7、戊二醛），使其得到稳定的纺丝原液。采用湿法纺丝得到初生纤维，经热拉伸和热定型、缩醛化处理得到胶原蛋白／聚乙烯醇复合纤维，并对其结构与性能进行研究。实验结果表明，相对分子量较低（低于1万）和灰分较高（大于2％）的胶原蛋白不适合作为胶原蛋白／聚乙烯醇复合纤维的原料，低分子量胶原蛋白在纺丝和后处理时可能大量溶出，导致纤维中胶原蛋白留存率较低。三种连接剂对于胶原蛋白和聚乙烯醇有一定的交联作用，AlCl3制备的胶原蛋白／聚乙烯醇复合纤维蛋白质存留率达到54.01％，断裂强度达到3.58cN／dtex，模量为62.28cN／dtex，断裂伸长率为22.99％，结晶度为47.16％，直接染料上染率达到97％，活性染料上染率达到80％，纤维水中软化点达到95℃，回潮率为13％；Na2B4O7制备的胶原蛋白／聚乙烯醇复合纤维蛋白质存留率达到95％，断裂强度7.07cN／dtex，模量108.66cN／dtex，断裂伸长率14.00％，结晶度为57.64％，直接染料上染率达到95％，活性染料上染率达到79％，纤维水中软化点达到100℃，回潮率为10％；戊二醛制备的胶原蛋白／聚乙烯醇复合纤维蛋白质达到88％，断裂强度达到3.74cN／dtex，模量为44.60 cN／dtex，断裂伸长率为31.30％，结晶度为60％，直接染料上染率达到95％，活性染料上染率达到75％，纤维水中软化点达到105℃，回潮率为8％。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 蛋白质纤维发展现状
• 1.2 胶原蛋白的结构与性能
• 1.3 聚乙烯醇的结构与性能
• 1.4 本论文的研究目的、内容和创新性
• 3制备的胶原蛋白/聚乙烯醇复合纤维的结构与性能'>第二章 连接剂 AlCl₃制备的胶原蛋白/聚乙烯醇复合纤维的结构与性能
• 2.1 实验
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 样品制备
• 2.1.3.1 纺丝原液制备
• 2.1.3.2 纺丝工艺和后处理
• 2.1.4 测试内容
• 2.1.4.1 胶原蛋白相对分子量测定
• 2.1.4.2 胶原蛋白的灰分及其测定
• 2.1.4.3 纤维中蛋白质含量测定和计算
• 2.1.4.4 纤维力学性能测定
• 2.1.4.5 纤维结构表征
• 2.1.4.6 纤维染色
• 2.1.4.7 纤维热分解性能测试
• 2.1.4.8 纤维热收缩性能测试
• 2.1.4.9 复合纤维中胶原蛋白分布
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 胶原蛋白分子量对复合纤维的影响
• 2.2.1.1 胶原蛋白分子量
• 2.2.1.2 胶原蛋白分子量对复合纤维蛋白质存留率的影响
• 2.2.1.3 胶原蛋白分子量对复合纤维力学性能的影响
• 2.2.2 胶原蛋白中灰分对复合纤维的影响
• 2.2.2.1 胶原蛋白中灰分对复合纤维蛋白质存留率的影响
• 2.2.2.2 胶原蛋白中灰分对复合纤维力学性能的影响
• 2.2.3 纤维结构
• 2.2.3.1 大分子结构
• 2.2.3.2 结晶度和取向度
• 2.2.3.3 胶原蛋白/聚乙烯醇复合纤维的形态结构
• 2.2.3.4 胶原蛋白在复合纤维中的分布
• 2.2.4 纤维性能
• 2.2.4.1 染色性能
• 2.2.4.2 热性能
• 2.2.4.3 吸湿性能
• 2B₄O₇制备的胶原蛋白/聚乙烯醇复合纤维的结构与性能'>第三章 连接剂 Na₂B₄O₇制备的胶原蛋白/聚乙烯醇复合纤维的结构与性能
• 3.1 实验
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 样品制备
• 3.1.3.1 纺丝原液的制备
• 3.1.3.2 纺丝工艺和后处理
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 纤维结构
• 3.2.1.1 大分子结构
• 3.2.1.2 结晶度和取向度
• 3.2.1.3 蛋白质存留率
• 3.2.1.4 形态结构
• 3.2.2 纤维性能
• 3.2.2.1 力学性能
• 3.2.2.2 染色性能
• 3.2.2.3 热性能
• 3.2.2.4 吸湿性能
• 第四章 连接剂戊二醛制备的胶原蛋白/聚乙烯醇复合纤维的结构与性能
• 4.1 实验
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验仪器
• 4.1.3 样品制备
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 纤维结构
• 4.2.1.1 大分子结构
• 4.2.1.2 结晶度和取向度
• 4.2.1.3 蛋白质存留率
• 4.2.1.4 形态结构
• 4.2.2 纤维性能
• 4.2.2.1 力学性能
• 4.2.2.2 染色性能
• 4.2.2.3 热性能
• 4.2.2.4 回潮率
• 第五章 结论
• 参考文献
• 作者在读硕士期间发表论文及专利
• 致谢