壳聚糖/黏胶/涤纶水刺复合医用敷料的制备及其吸湿性能的研究

采用壳聚糖纤维、黏胶纤维和涤纶制备了一种新型水刺复合医用敷料。对不同壳聚糖纤维含量、不同纤网结构的复合医用敷料的吸液性、扩散性和透湿性等吸湿性能进行了对比分析。结果表明:复合医用敷料的吸液量、透湿量随着壳聚糖纤维含量的增加而增加;纤网复合结构比纤维混合结构有较高的吸液量和透湿量;杂乱排列的纤网结构相对于平行排列的纤网结构,吸湿性能大大改善。     

猪源I型胶原/壳聚糖复合海绵的制备

研究以纯化猪皮为原料,采用酸-酶结合法制备得到了I型胶原。再以市售高脱乙酰度壳聚糖为原料,采用乙酰化反应,制备一定乙酰度的壳聚糖。接着将所提取的I型胶原与壳聚糖以不同质量比例混合制备复合海绵,并使用红外、DSC、AFM等对自制壳聚糖和复合海绵的结构进行表征,检测了壳聚糖的特性黏度。结果表明:红外证实了经乙酰化反应后的市售壳聚糖的酰胺键被有效置换,制备得到的壳聚糖的特性黏度为825.584,粘均相对分子质量为2.43×105;复合后I型胶原的三股螺旋结构存在一定程度地变化,随着壳聚糖含量的增加,复合海绵的热稳定性提高,有利于样品的存放。     

壳聚糖/纤维素纳米晶复合纤维的制备与表征

纤维素纳米晶(CNCs)强力好,可自组装,但其溶液具有高分散性而无法成丝,壳聚糖生物相容性好,其溶液可纺性好,但纤维力学性能差。本文提出用壳聚糖溶液(CS)协助CNCs纺丝,采用湿法纺丝方法制备壳聚糖/纤维素纳米晶(CS/CNC)复合纤维,并比较共混和同轴两种不同纺丝方法所制备的CS/CNC共混纤维和CS/CNC皮芯纤维的结构及性能特征。结果表明,相较于纯壳聚糖纤维,CS/CNC复合纤维的耐水稳定性有所提高;与CS/CNC共混纤维相比,CS/CNC皮芯纤维力学性能更好,初始模量高达489.40 cN/dtex,断裂伸长率为9.65%,在芯层有连续的手性向列相层状结构,在偏振光下具有明亮有序的虹彩色,有望应用于防伪方面,进一步扩大CNC的应用范围。     

壳聚糖与PVA共混纤维的结构与性能研究

采用湿法纺丝技术制备壳聚糖与PVA共混纤维,通过FT-IR、XRD、SEM研究其微观结构、晶体结构和微观形貌,并测试纤维的力学性能、吸湿性能.结果表明:壳聚糖与PVA具有良好的相容性;壳聚糖与PVA之间有强的分子间作用,使得壳聚糖与PVA共混纤维的结晶度得到了提高;壳聚糖与PVA共混纤维的粗细比较均匀,横截面形状不规则,纤维表面有沟槽;PVA的加入改善了壳聚糖与PVA共混纤维的力学性能;壳聚糖与PVA共混纤维的回潮率为12.2%,略低于壳聚糖纤维的13.5%,吸湿性能良好.     

收缩温度和底革耐磨性的关系

胶原纤维在水中加热到一定温度时,它具有沿纤维轴缩短的能力,纤维缩短的同时,伴随着它的物理机械性能显著改变,真皮的机械强度大大降低,通服把真皮皮样长度开始蜷缩时的温度,叫做收缩度。收缩温度值一般用来测定革的鞣透程度,以及用来判断真皮鞣前预处理过程中胶原变化的程度。生皮收缩的结果,其胶原的化学组成不变,但是胶原的结构发生了变化,胶原收缩时表现出(1)纤维束剧烈缩短而它的厚度增加;(2)脱水以后转变成高弹态性能消失;(3)耐胰朊酶作前的稳定性丧失;(4)强度减少;(5)在胶原构造中分子链的整齐排列度破坏;(6)     

壳聚糖-胶原共混改善胶原膜性能的研究

采用壳聚糖以不同比例与胶原共混以改善胶原膜性能。原子力显微镜(AFM)观察胶原膜、壳聚糖(CH)膜及各共混膜表面微观结构,差示扫描量热法(DSC)测定各膜热性能,并对各膜的膨胀率、吸湿率以及机械性能进行测定对比。结果表明:CH与胶原共混性好,CH的加入可以使胶原纤维分散膨胀,改变胶原纤维的有序交织结构,各共混比例胶原/CH膜的膨胀率都降低,吸湿性都高于胶原膜,但抗张强度都小于胶原膜,当CH在共混膜中所占比例较少时,膜的热性能得到改善。胶原与CH的最佳共混比例为3∶2,此共混膜与胶原膜相比,热变性温度基本不变(140℃),在液体中膨胀率由95·1%降至63·8%,24h吸湿率由6·6%提高至14·8%,而抗张强度只略有降低。     

胶原基组织凝聚态结构特征分析

胶原基组织的凝聚态结构可分为均相体系的凝聚态结构和多相体系的织态结构。对均相体系的凝聚态结构的分析表明,胶原原纤维具有疏堆砌、取向态、体型结构和结晶态结构特征。对多相体系的织态结构的分析表明,胶原纤维的形态结构(卷曲状态)、取向结构(胶原纤维间的排列方式)、纤维间质的物理性质及纤维与纤维间质间的界面作用等织态结构特征,是影响胶原纤维运动的主要因素。     

戊二醛交联胶原溶液的相关物化性质

用不同浓度的戊二醛对胶原溶液进行交联改性。通过聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定胶原溶液及戊二醛改性溶液的分子质量分布状况,发现改性溶液的分子质量分布随戊二醛浓度的增加发生显著变化。原子力显微镜结果显示,经交联后胶原纤维变粗、纤维间距增大。红外光谱分析结果表明,戊二醛的加入对胶原分子间氢键有一定的削弱作用。     

几种生物大分子对罗非鱼皮Ⅰ型胶原自聚集性的影响

研究海藻酸钠、硫酸软骨素、透明质酸和壳聚糖对罗非鱼皮Ⅰ型胶原自聚集动力学和聚集后微观结构的影响。结果表明:在海藻酸钠、硫酸软骨素、透明质酸和壳聚糖存在的情况下,胶原自聚集过程仍然包含两个阶段:成核阶段和生长阶段,但是各物质对两阶段的动力学参数影响不同。海藻酸钠、透明质酸和壳聚糖均能够降低生长阶段的速率常数,然而对成核阶段的影响各有差异。海藻酸钠对成核阶段的速率常数没有显著影响,但是随着含量的增加能够延长成核时间;壳聚糖能够提高成核阶段的速率常数,同时缩短成核时间;透明质酸对成核阶段的速率常数和成核时间却没有显著影响。而硫酸软骨素对成核阶段和生长阶段均没有显著影响。扫描电子显微镜结果表明海藻酸钠、硫酸软骨素、透明质酸易使胶原纤维横向聚集形成纤维束,影响其直径大小的顺序为硫酸软骨素海藻酸钠透明质酸,而壳聚糖却未表现类似作用。     

纯壳聚糖纤维性能研究

测试纯壳聚糖纤维的形貌、组成、结构、强伸性能、卷曲性能、质量比电阻等,并与甲壳素纤维进行对比。结果表明:纯壳聚糖纤维的横截面为锯齿形,纵向有沟槽,与甲壳素纤维的形态相近;纯壳聚糖纤维与甲壳素纤维红外光谱图特征相近;纯壳聚糖纤维与甲壳素纤维的X射线衍射特征峰一致;干态条件下,纯壳聚糖纤维的断裂强度、断裂伸长率、初始模量及断裂功均稍大于甲壳素纤维;纯壳聚糖纤维的回潮率实测值为16.41%,高于甲壳素纤维;纯壳聚糖纤维的卷曲数、卷曲率、卷曲弹性率和卷曲回复率均稍大于甲壳素纤维;纯壳聚糖纤维的质量比电阻小于甲壳素纤维。     

鱼皮胶原纤维-淀粉复合膜的制备及性能研究

为明确鱼皮胶原纤维尺寸及其添加量对鱼皮胶原纤维-淀粉复合膜性能的影响,本研究利用醋酸预处理鱼皮(3、6、9、12 h)获得了不同尺寸的胶原纤维(CF3、CF6、CF9、CF12),考察了不同类型胶原纤维及其添加量对共混膜性能的影响。采用傅里叶红外光谱技术、差示扫描量热法及扫描电子显微镜对复合膜进行结构表征。结果表明:添加鱼皮胶原纤维后,复合膜的断裂伸长率和水蒸气透过系数均增加,溶解性降低;当CF3和CF6添加量分别为7.5%和10%时能增强复合膜的抗拉强度,而且以10% CF6制备的复合膜抗拉强度性能最好,添加CF9和CF12时,复合膜的抗拉强度呈降低现象。对添加10% CF6制备的复合膜和纯淀粉膜进行表征,发现胶原纤维与淀粉相容性良好,在成膜过程中,胶原纤维交错在淀粉膜中,两者之间形成了氢键,但复合膜的热稳定性下降。     

纤维素微纤丝改性方式对胶原纤维复合膜性能的影响

利用金属-多酚网络（metal-polyphenol network，MPN）和不同程度羧基化改性制备的纤维素微纤丝（cellulose microfibrils，CMF）与胶原纤维（collagen fiber，CF）共混制成复合膜，探究CMF改性方式对复合膜性能的影响。结果表明：MPN改性的CMF能使复合膜抗氧化性能提高51.49%，断裂延伸率和阻光性也有显著提高；MPN和高含量羧甲基共同改性的CMF能最大程度降低MPN对复合膜机械强度的影响；MPN和高含量羧乙基共同改性的CMF能使复合膜对水蒸气和氧气的阻隔能力分别提高1.30 倍和3.48 倍。扫描电子显微镜和红外光谱分析表明不同方式改性的CMF与CF之间是物理交联且具有良好的相容性，从而为提高复合膜的性能以更好地应用到食品包装领域提供了一种新手段。     

过氧化氢诱导的罗非鱼皮胶原纤维降解行为（Ⅰ）——降解过程中底物力学性质与聚集态结构的变化

分析过氧化氢诱导罗非鱼皮粗胶原纤维降解过程中,底物的力学性质、超显微结构、红外光谱及X射线衍射谱的变化。结果表明：在过氧化氢存在下,鱼皮胶原纤维的抗穿刺强度随加热时间呈指数下降,其力学变化规律可用指数函数Y=851.0e－0.001x（R2=0.996）拟合,拟合性好。扫描电子显微镜说明了鱼皮胶原纤维降解经过纤维束外膜层破坏溶化、纤维束松散断裂、微纤维解旋暴露3 个阶段。通过红外光谱和X射线衍射谱检测,说明加热使胶原分子内部作用力减弱,但未溶解物仍保持胶原的三股螺旋结构。     

明胶改性壳聚糖膜性能研究

根据壳聚糖与明胶的相容性,制备了壳聚糖膜、壳聚糖/明胶共混膜,研究了增加明胶含量对膜的强度、拉伸位移、溶出率、吸水率的影响.采用FT-IR谱图和XRD谱图分析,研究了膜的微观结构,探讨了共混体系中壳聚糖与明胶的相容性以及分子间的相互作用.当明胶含量在30%时,改性壳聚糖膜的抗拉强度达到最大值;在10%时,它的拉伸断裂伸长达到最大值;20%时,改性膜的吸水率达到最低;改性膜的溶出率则随着明胶含量的增加而增大.     

蛋白质改性纤维素复合纤维的热力学性能

为了解蛋白质改性纤维素复合纤维的热力学性能,采用TG和DSC分析纤维的热力学特征,并对纤维的耐热性能和极限氧指数进行测试。结果表明：随着温度的升高,复合纤维的TG曲线有2个失重阶,主失重温度在312°C左右;复合纤维的DSC曲线呈现出双熔融峰;柔丝纤维在90∽110°C时,断裂强度随着温度的升高而下降,当受热温度达到150°C时,复合纤维的断裂强度比原始值高15.1%,纤维受热后,断裂伸长变化率随着受热温度的升高,逐渐减小;复合纤维的燃烧性能与棉、粘胶纤维类似,权限氧指数为19%∽20%。     

乙酸均相体系中脉冲电场对壳聚糖降解的影响

以脉冲电场为处理手段,研究电场强度、处理时间、壳聚糖质量浓度和电导率等因素对壳聚糖大分子降解的影响。结果表明：壳聚糖降解产物的相对分子质量随着电场强度的增大而降低,且在高场强下降解显著,电场强度为33.3kV/cm时,降解率达54.2%;降解速率随处理时间的延长逐渐变缓,前20min和后70min的降解率分别为18.5%和8.5%;而壳聚糖质量浓度和电导率的升高则不利于壳聚糖的降解。傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)分析表明,降解前后壳聚糖的侧链结构未发生改变;原料及经相同方法处理过的降解产物在2θ为10.4°和20.2°处均存在X射线衍射峰,表明产物的晶体结构没有发生明显变化。     

植物纤维/玄武岩纤维混合抄造及加工纸铸品的实验

以植物纤维和玄武岩纤维为原料制备了混抄纸板及型体材料,并对其性能及物理结构进行了探讨.本研究制得的复合材料含玄武岩纤维40%,由此制成的型体材料的挺度高,可以节省大量植物纤维,有利于保护生态环境.     

碳化二亚胺/羟基丁二酰亚胺交联改性胶原蛋白纤维制备及其性能

为解决由湿法纺丝工艺制备的牛肌腱胶原蛋白纤维力学性能差、遇水易溶解等问题,采用1-乙基-3-(3-二甲基丙基)碳化二亚胺盐酸盐/N-羟基丁二酰亚胺(EDC/NHS)对胶原蛋白纤维进行交联改性。探究了原位交联方式的最优交联时间和交联剂质量分数,并着重对比了原位交联与交联浴交联2种交联方式对胶原蛋白纤维性能的影响。结果表明:原位交联可显著改善胶原蛋白纤维的性能,最优的交联时间和交联剂质量分数分别为11 h、15%,此时纤维断裂强度可达1.44 cN/dtex左右,较纯胶原蛋白纤维提高了35.8%,较交联浴交联纤维提高了19.0%;与主要发生在纤维表面的交联浴交联相比,原位交联能够使纤维内部的微纤结构更加致密,性能得到更为显著的提升,由原位交联制备的胶原蛋白纤维性能优于交联浴交联制备的纤维。     

Structure and properties of nylon-6/amino acid modified nanoclay composite fibers

Biodegradable amino acid modified nanocaly was applied to produce nylon-6/nanoclay composite fibers using melt blending and melt spinning processes. Field emission scanning electron microscopy images showed that the surface of composite fibers was uniform and free from defects. Layer spacing of modified nanoclay was increased due to the penetration of polymer molecules into clay layers. Crystallinity, γ crystalline percentage and total molecular orientation of composite fibers were higher in comparison to neat nylon-6 fibers, as revealed by WAXD and birefringence measurements. Tensile strength of composite fibers was lower when compared to neat nylon-6 fibers. This may be attributed to some aggregation of nanoclay and its weakening effect. Melting and glass transition temperature of composite fiber was decreased due to the addition of modified nanoclay, indicating the formation of γ crystals and also breaking of some hydrogen bonds between the polymer molecules and the formation of new hydrogen bonds between the modified clay and the polymer molecules.     

锦纶基磁性纤维的制备及其性能

为满足市场对磁性纺织品的需求,通过在锦纶纺丝熔体中分别添加磁性材料,成功制备锦纶基磁性纤维。借助红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪、差示扫描量热仪以及强力机等对锦纶基磁性纤维的分子结构、结晶结构、形态结构以及各项性能进行表征。结果表明:锦纶基磁性纤维中均匀分散着铁氧体磁粉;磁粉添加量对纤维的熔点影响较小;随磁粉添加量的增加,锦纶基磁性纤维的断裂强力逐渐减小,但即使磁粉含量为25%时,纤维的强力仍达2.50 cN/dtex,可满足织造要求;用锦纶基磁性纤维织制了3种不同规格的针织物,其磁感应强度均介于0.02~0.1 mT之间,随着纤维中磁粉添加量的增加,织物的磁感应强度增大。