大豆蛋白质纤维的结构研究(Ⅳ):结构与性能

首先对PVA-SPF的结构作出了评价,认为在现有的主要服用纤维的聚集态结构中,尚未见直线形大分子网状聚集态的结构,PVA-SPF采用该结构较难把握;最后对PVA-SPF结构和纤维性能的关系进行了探讨,认为PVA-SPF在合成纤维的基础上增添了某些天然纤维的优良性能,例如纤维光泽、吸湿性和染色性等,但也存在着明显缺陷,例如回弹性和耐热性等,认为PVA-SPF的成纤条件尚待完善。     

大豆蛋白质纤维的超微结构

为了查明影响纤维性能的各级结构特征,利用JSM5600型扫描电子显微镜对大豆蛋白质纤维的形态结构和超微结构进行探索,并观察到了大豆蛋白质纤维的巨原纤结构,这些巨原纤的平均直径在1μm左右,它们之间存在着较大的缝隙和孔洞。     

大豆蛋白质纤维的结构研究(Ⅱ):聚集态结构

对大豆蛋白质纤维 (PVA-SPF)的聚集态结构进行了研究 ,认为聚乙烯大分子呈平面锯齿形构象 ,而大豆蛋白大分子在纺丝前的处理过程中已经变性 ,由α-螺旋转变为直线形的 β-链构象 ,并共同砌入纤维 ;由于二组分大分子均带有较多的极性基团 ,在大分子之间可能形成多种键合 ,同时PVA-SPF成纤后进行的缩醛化处理在二组分大分子之间形成了化学交联 ,故而可以认为PVA-SPF的聚集态结构是以直链形大分子网状结构为主体的聚集态结构。X-射线衍射图表明 ,PVA-SPF大分子的结晶能力较弱 ,二维空间排列有序的向列结晶能力较强。     

木棉纤维中组成物质分布及碱处理前后形态结构的变化

通过对碱处理前后的木棉纤维进行红外光谱、纵横向形态结构的测试分析发现:木棉纤维表皮层S层中含有木质素和半纤维素;主体结构螺旋接缝中填充有木质素和半纤维素;纤维细胞壁主体层的螺旋状带状单元由直径约0.93μm的细丝或原纤交织聚集而成,该原纤走向与纤维轴向一致性很高;经浓碱处理后,圆管状纤维体变为塌陷的扁平带状,细胞壁表面出现凹凸结构和沟槽,螺旋状接缝处的沟槽清晰可见,层间缝隙变得萎缩、不明显,细胞壁厚度减小;碱处理会造成木棉纤维强度、刚度受损,手感和光泽等风格性能变差。     

PS／PP共混熔纺纤维中分散相梯度分布研究*

采用共混熔融纺丝的方法制备了具有梯度结构的PS/PP共混纤维,并借助毛细管流变仪分析了PS和PP的流变性能。在共混纤维制备的过程中,分别收集了位于距喷丝板5 cm处没有受到拉伸的挤出纤维和纺速为500 m/min的卷绕纤维,并借助扫描电镜来观察两种纤维样品横截面上分散相的分布,对比分析了纺程上拉伸流场前后的两种纤维样品横截面上分散相PS的分布形态。研究发现,挤出纤维中分散相PS呈均匀分布,而在卷绕纤维中分散相PS呈明显的梯度分布。结合流变性能对拉伸流场中共混纤维中分散相梯度分布的形成进行了初步探讨。     

纺丝速度对PA6/LDPE共混纤维中分散相梯度分布的影响

采用共混熔融纺丝法制备了PA6/LDPE共混纤维,并借助SEM对纤维横截面上分散相的分布形态进行观察,发现分散相PA6沿共混纤维径向呈梯度分布,从纤维的中心到表层其含量逐步减少,数目逐步增加,直径逐步减小.系统分析了在不同纺丝速度(0～1 100 m/min)下制得的共混纤维横截面上分散相的面积、数目和直径沿纤维径向梯...     

蚕丝纤维形态结构研究

本文采用离子刻蚀—扫描电镜法研究了国产家蚕单丝形态结构,获得单丝的截面形状以三角形截面为主(占80%以上),单丝平均宽度为14～17微米,平均截面积为100平方微米左右;报道了单丝截面形状、宽度、截面积随茧层的位置而变化规律。电镜照片表明,单丝由丝素巨原纤和间质所构成:单丝横断面内丝素巨原纤宽度为0.1～0.7微米,丝素巨原纤沿单丝长度方向平行排列;丝素巨原纤尺寸、分布密度有随单丝存茧层的位置而变化现象;单丝纵向表面丝素结合成宽度为0.1～0.5微米的条纹,它的取向垂直于单丝长度方向,呈波浪状形态,单丝存在表皮层结构。     

丝纤维微细结构研究

通过观察,发现丝纤维最基本的结构单元是直径为200～550A的微原纤,微原纤聚集形成一千至数千埃的原纤,微原纤和原纤外围均有一无序层。丝纤维结晶区与无定形区界面清晰,之间不存在过渡状态。丝纤维中存在螺旋结构的微原纤和原纤,均呈左螺旋。     

原纤化Lyocell纤维的制备及结构分析

通过槽式打浆(荷兰式打浆机)、盘磨磨浆、PFI磨打浆3种方式制备打浆度一定的原纤化Lyocell纤维浆料,并用此浆料制备了Lyocell纤维纸.通过测定浆料保水值、纤维长度分布、纸张透气度、孔径等指标,分析了打浆方式对原纤化Lyocell纤维的结构、形态以及纸张性能的影响.研究结果表明,槽式轻刀打浆Lyocell纤维原纤化结构丰富,其保水值最高且纤维长度最长,分别为73.7%和1.35mm(数均长度).Lyocell纤维的原纤尺寸在几十纳米到几百纳米之间.具有巨大的长径比,用此原纤化纤维制备的纸张具有丰富的迷宫孔结构,其孔径最小,透气度最大,分别为4.7μm和623mL/min.     

天丝纤维原纤化对纸页吸液性能和孔径的影响

原纤化的天丝纤维可应用于电池隔膜、超级电容器隔膜材料领域,改善隔膜孔径结构,影响隔膜的吸液性能。本文主要对天丝纤维进行原纤化处理,探讨了天丝纤维原纤化过程及不同原纤化阶段对应纸页吸液性能的差异及孔径分布的变化。结果表明,天丝纤维的原纤化主要分为皮层脱落,芯层剥离,切断,纵向劈裂,主体崩溃,进一步剥离等过程;天丝纤维原纤化使得纸张吸液性能发生变化,在打浆度为15°SR时,紧度为0.27g/cm~3,吸液高度为137mm/10min,92°SR时,紧度为0.44 g/cm~3,吸液高度为23 mm/10min;随着原纤化程度的提高,纸页平均孔径和最大孔径呈现下降趋势,打浆度为15°SR时平均孔径为19.97μm,最大孔径为103.4μm,打浆度为92°SR时平均孔径为0.30μm,最大孔径为0.83μm。     

大豆蛋白/聚乙烯醇共混纤维的结构研究

采用烧碱水解大豆蛋白／聚乙烯醇共混纤维（简称大豆纤维）中的大豆蛋白，通过含氮量分析、红外光谱、扫描电镜，研究了碱处理纤维的化学组成、大豆蛋白含量、官能团、结晶结构和形态结构。研究结果表明，大豆纤维中存在易水解和较难水解两类大豆蛋白；大豆蛋白和聚乙烯醇的相容性较差，呈相分离状，且大豆蛋白以团块状分散于连续相的聚乙烯醇组分中；大豆蛋白含量与烧碱处理纤维的失重率之间，以及红外光谱中大豆蛋白酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ与849cm^-1处聚乙烯醇骨架的特征吸收峰的吸收强度比之间，均存在良好的线性关系，这些关系可应用于大豆蛋白含量的检测和分析。     

PET/PE共混纤维纺丝组件的结构与性能

通过PET/PE进行共混纺丝实验,对共混纺丝组件的性能做了研究。观察分析了一般纺丝组件（无静态混合圆盘）和共混纺丝组件（装设静态混合圆盘）获得的PET/PE共混纤维电镜照片。实验结果表明,共混纺丝组件能有效地促进PET/PE共混过程中相的分散和阻止分散相的再凝聚;并且伴随着共混纺丝组件中静态混合圆盘数目的增加,共混纤维中分散相颗粒的分布均匀性与细化程度明显增大。     

超级电容器用原纤化天丝隔膜的制备及性能研究

通过对天丝短切纤维进行打浆处理,获得了具有不同原纤化程度的天丝纤维,并结合湿法成形技术制备得到原纤化天丝隔膜。探究了纤维几何尺寸和形貌对隔膜孔隙结构的影响,对不同孔隙结构隔膜制备的超级电容器电化学性能进行了分析。结果表明,天丝纤维经过不同打浆转数处理后,纤维尺寸和隔膜孔隙结构发生了明显变化。随着打浆转数的增加（20000～250000转）,粗纤维比例显著降低,质均纤维长度从2.29 mm降至0.76 mm。孔隙率从81.2%降至66.3%,隔膜平均孔径从1.20μm降至0.27μm,隔膜厚度从47.7μm降至26.0μm,但不同原纤化天丝隔膜制备的超级电容器的阻抗、比容量、能量密度和功率密度变化并不明显。     

以聚乙烯醇为载体引入丝胶共混成纤的研究

蚕丝丝胶具有良好的透湿性、高保湿性、抗氧化性,能抵御日光等对肌肤的侵蚀,防止皮肤起皱老化,还具有美白效果等。本实验主要研究以聚乙烯醇为载体并引入丝胶的共混液成纤工艺。通过系列实验筛选出丝胶与聚乙烯醇的最佳共混成纤的条件,为工业化制备丝胶/聚乙烯醇共混纤维提供可参考的工艺技术路线。     

牦牛尾毛纤维细胞及细胞间微细结构的表征

为探究牦牛尾毛纤维的微观结构,对牦牛尾毛纤维的细胞及细胞间的微细结构进行研究。借助透射电镜技术,深入分析牦牛尾毛纤维鳞片细胞、鳞片细胞间质、皮质细胞及皮质细胞间质的微细结构。分析鳞片细胞间质与皮质细胞间质之间的差异。结果显示：牦牛尾毛纤维鳞片细胞有类似羊毛的3层结构,鳞片细胞间由细胞间质连接,但其多为β角朊,无明显三明治结构;与羊毛纤维不同,粗牦牛尾毛纤维皮质细胞中不存在正副皮质之分;牦牛尾毛纤维皮质细胞间质具有与羊毛一致的三明治结构;纤维皮质细胞中可见明显原纤结构,包括巨原纤和微原纤。此外,牦牛尾毛纤维中含有一种特有的高含硫量巨原纤结构。     

红麻及其同属近缘植物韧皮纤维与木质纤维形态结构研究

采用光学与电子显微技术，对红麻近缘植物的韧皮纤维与木质纤维的形态结构进行了比较研究。结果表明，红麻近缘植物韧皮纤维均呈束状结构，以次生纤维较多，单纤维长度为１．００～２．７３ｍｍ，纤维表面有多条明显的纵向突起或沟槽，有多个外交型、内陷型和平滑型结节，并伴有程度不等的裂隙、转折或扭曲，节间长度为１５４．０８～４４９．０１μｍ，胞壁上的孔洞较少较小，纤维表面巨原纤呈圆柱形，趋向纤维轴向排列。木质纤维亦以次生纤维较多，主要呈射线状排列，单纤维长度为０．７０～１．０７ｍｍ，结节、转折和扭曲极少，胞壁上孔洞较多较大，孔径为０．０５～３．５μｍ，纤维表面巨原纤分布较稀少，与纤维轴向的夹角较大。     

芳纶Ⅲ纤维的原纤化研究

对芳Ⅲ纤维进行原纤化处理并对原纤化过程中纤维的形态结构变化进行了研究。SEM观察发现:芳Ⅲ纤维在原纤化过程中出现皮层剥落、结构疏松、轴向劈裂、进一步解离从而实现原纤化。对制备的芳Ⅲ原纤化浆粕进行表征,结果表明制得的浆粕打浆度达到60°SR,保水值为261%,比表面积9.42m2/g,结晶度42.49%。     

Li/MnO2一次电池用纸基隔膜的制备和性能研究

本研究以天丝纤维为原料,通过打浆获得原纤化天丝纤维,采用湿法成形技术制备了原纤化天丝隔膜并应用于Li/MnO₂一次电池,对比探讨了不同原纤化程度天丝纤维隔膜和熔喷无纺布隔膜的微观形貌、孔隙结构和电化学性能。结果表明,原纤化程度的增加使隔膜表面细小纤维覆盖主干纤维,同时孔隙率从76.3%降到67.3%,Gurley值从3.30 s增加到10.1 s,平均孔径从0.79μm降到0.35μm,电池欧姆阻抗RΩ从1.55Ω增加到1.94Ω,电池放电电压平台和比容量明显降低。相比于熔喷无纺布隔膜,天丝隔膜厚度较小,平均孔径较小且孔径分布均匀,离子阻抗较低,放电性能稳定。     

静电纺丝素-透明质酸共混纳米纤维形态结构研究

以甲酸为溶剂,采用静电纺丝方法制备丝素蛋白(SF)与不同相对分子质量的透明质酸(HA)共混纳米纤维,并通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和热分析(TG-DTA)研究了SF-HA共混纳米纤维非织造网的形态、结构和性能。结果表明:通过静电纺丝,丝素与低分子量的透明质酸共混纳米纤维直径在100 nm左右,纤维表面光滑,呈圆柱状;高分子量透明质酸的加入使得纤维形态变差,出现严重的粘连现象;透明质酸的加入未对丝素分子构象和结晶结构产生明显影响。     

牵伸倍率分配对纤维素/丝素蛋白共混纤维形态结构的影响

为更加有效地利用纤维素与蛋白质资源,采用干喷湿法纺丝方法,以1?丁基?3?甲基咪唑氯盐为共溶剂、乙醇为凝固剂制备了纤维素/ 丝素蛋白共混纤维。研究了喷丝头牵伸与塑化牵伸的倍率分配对纤维分子结构、相形态和力学性能的影响。结果表明：以纤维素为基体的纤维素/丝素蛋白共混纤维的相形态为单相连续结构;当喷丝 头牵伸倍率为3 时,丝素蛋白沿纤维轴向连续分布,其相形态呈微纤状;当喷丝头牵伸倍数增加至5 时,丝素蛋白沿纤维轴向分布出现正弦波动,其相形态呈藕节状;增加塑化浴拉伸工艺可减少纤维成形过程中丝素蛋白的流失;当喷丝头牵伸倍数为5,塑化浴拉伸倍数为1 时,共混纤维的断裂强度达到389.9 MPa,超过常规粘胶纤维。