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胶原蛋白与聚乙烯醇复合纺丝性能的研究
作 者: 司钟
导 师: 张丽平
学 校: 北京服装学院
专 业: 纺织化学与染整工程
关键词: 胶原蛋白 PVA 复合 湿法纺丝 缩醛化 结构 性能
分类号: TQ340.64
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
本文将胶原蛋白与聚乙烯醇(PVA)水溶液按一定比例复合,加入交联剂AlCl3得到稳定的复合纺丝原液。通过对复合纺丝原液的基本性质和流变性的分析,考察了其纺丝性能并通过正交实验优化了最佳纺丝条件,得到了新型复合蛋白纤维,并对这种纤维的结构和性能进行了表征。实验结果表明,胶原蛋白/PVA复合纺丝原液的最优配制条件为:反应温度70℃;复合原液的浓度为15%;胶原蛋白/聚乙烯醇的比例为4:6;交联剂AlCl3加入量为4%,纺丝时最佳凝固浴条件为温度40℃,pH值为6,最佳热拉伸定型条件为,热拉伸温度190℃,拉伸倍数2.5,热定型时间5min;而进行缩醛化处理后的复合纤维耐热水性能较好,能长时间存在于100℃的热水中。在各最优化条件下纺丝并进行后处理的胶原蛋白/PVA复合纤维的蛋白质存留率达到了84.37%,换算成复合纤维的蛋白质含量为33.74%。复合纤维的红外图谱和热性能分析结果表明,复合纤维中胶原蛋白与PVA的结合较为牢固;? SEM电镜图表明复合纤维存在明显的皮芯结构和粒状微孔结构,且横截面呈现近似圆形的结构,表面平整光滑。而XRD的分析结果显示,经处理后的复合纤维结晶度为68.7%。复合纤维断裂强度、和断裂伸长率分别达到了5.59cN/dtex、17.6%。
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全文目录
摘要 3-4Abstract 4-8前言 8-9第1章 绪论 9-23 1.1 再生蛋白质纤维的发展历程 9-11 1.1.1 国外再生蛋白纤维的发展 9-10 1.1.2 我国再生蛋白纤维的发展 10-11 1.2 胶原蛋白的结构与性能 11-12 1.3 胶原蛋白的应用 12-14 1.3.1 在生物医学方面的应用 12 1.3.2 在造纸工业的应用 12-13 1.3.3 用于食品领域 13 1.3.4 用于化妆品领域 13-14 1.3.5 用于纺织领域 14 1.3.6 在包装材料领域的作用 14 1.4 胶原蛋白复合纤维研究现状 14-22 1.4.1 胶原蛋白与聚合物共混纺丝 15-19 1.4.2 胶原蛋白复合纺丝交联剂 19-20 1.4.3 胶原蛋白复合纺丝方法 20-22 1.5 研究设想和研究内容 22-23第2章 复合纺丝原液的性能研究 23-46 2.1 实验药品及仪器 23-24 2.2 实验内容 24 2.2.1 复合纺丝原液的配制 24 2.2.2 溶液的基本性能测试 24 2.2.3 复合溶液流变性 24 2.3 测试方法 24-26 2.3.1 溶液的基本性质 24-25 2.3.2 溶液对电解质稳定性 25 2.3.3 复合溶液的流变性 25-26 2.3.4 液滴形态测试 26 2.4 结果与讨论 26-46 2.4.1 胶原蛋白/聚乙烯醇复合溶液的配制 26 2.4.2 溶液的基本性质 26-30 2.4.3 溶液对电解质的稳定性 30-32 2.4.4 复合溶液的流变性 32-46第3章 复合纤维的纺丝及后处理 46-61 3.1 实验药品与仪器 48-49 3.2 实验内容 49-50 3.2.1 正交实验优化纺丝原液的配制 49 3.2.2 凝固浴条件的优化 49-50 3.2.3 热拉伸定型条件的优化 50 3.2.4 复合纤维的缩醛化处理 50 3.3 测试方法 50-52 3.3.1 复合纤维蛋白质含量的测定 50 3.3.2 复合纤维力学性能的测定 50-51 3.3.3 复合纤维耐湿热性能测试 51-52 3.4 结果与讨论 52-61 3.4.1 正交实验优化结果 52-53 3.4.2 纺丝凝固浴条件优化 53-57 3.4.3 热拉伸热定型条件的优化 57-59 3.4.4 缩醛化处理对纤维性能的影响 59-61第4章 复合纤维结构性能表征 61-72 4.1 实验药品及实验仪器 61 4.2 实验内容 61 4.3 测试方法 61-63 4.3.1 复合纤维的红外光谱测试 61-62 4.3.2 复合纤维截面和表面的结构 62 4.3.3 复合纤维热性能分析 62 4.3.4 复合纤维结晶度测试 62-63 4.4 结果与讨论 63-72 4.4.1 复合纤维的红外表征 63-66 4.4.2 复合纤维SEM 电镜分析 66-68 4.4.3 复合纤维的XRD 分析 68-70 4.4.4 复合纤维的热性能分析 70-72结论 72-73参考文献 73-78攻读硕士学位期间发表的学术论文 78-79致谢 79
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 化学纤维工业 > 一般性问题 > 生产工艺 > 纺丝
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