蚕丝在功能化离子液体中的溶解与再生

功能化离子液体氯化1-(2-羟乙基)-3-甲基咪唑是蚕丝的优良溶剂,在70℃时对脱胶蚕丝的溶解能力达到5.2%左右。向离子体液蚕丝溶液中加入甲醇可获得再生蚕丝。用数码相片、傅里叶变换红外光谱、扫描电镜和热重分析对再生蚕丝进行了表征。数码相片显示,经研磨后的再生蚕丝外观与脱胶蚕丝一样;扫描电镜表明再生蚕丝和脱胶蚕丝的微观结构基本一致,主要为5μm～10μm蚕丝纤维缠绕组成;再生蚕丝和脱胶蚕丝的傅里叶变换红外光谱谱图相同。实验表明,功能化离子液体是蚕丝的直接溶剂;热重分析数据表明再生蚕丝的分解温度略低于天然脱胶蚕丝,分解残留略高于天然脱胶蚕丝。对溶解机理进行了初步探讨。     

光学功能化蚕丝纤维材料

家蚕蚕丝是一种天然的蛋白质纤维,蚕丝及其衍生物(凝胶、蚕丝薄膜和海绵等)具有独特的力学性能、良好的生物相容性和生物降解性,已经被应用在纺织、生物医学等领域。最近,利用蚕丝独特的性质制备光学功能化蚕丝吸引了研究者的兴趣。基于对蚕丝的丝胶和丝素结构组成的总结,介绍了目前蚕丝结构的相关研究进展,综述了近年来对光学功能化蚕丝的研究,具体包括光学功能化蚕丝的重要种类、制备和应用。重点介绍了荧光性功能蚕丝基因工程、喂食法和复合等制备方法,该种材料用于生物支架成像、药物缓释载体和光学器件等领域。总结了利用生物仿生技术制备具有光子晶体结构色的蚕丝材料,这为化妆品,变色服饰和生物光控器件开辟了新方向;此外,蚕丝材料还可以应用于非线性光学领域,如光限幅和激光防护。     

蚕丝基柔性导电复合材料在传感器中的应用进展

蚕丝作为传统的纺织纤维，较大的纤维长径比使其具有优异的力学性能，其强度优于钢铁，弹性优于尼龙，同时兼具轻盈透气等优点。将蚕丝织物作为柔性导电材料基材对可穿戴电子产品在医疗检测、运动康复、食品检测等方面的应用具有重要意义。介绍了蚕丝的结构及柔性传感器的传感机理，综述了国内外以蚕丝织物作为基底的柔性导电复合材料在传感器件中的应用进展，并对蚕丝基柔性导电复合材料的发展前景进行了展望。     

蚕丝在生物医用材料领域的应用研究

蚕丝既是优质的天然蛋白纤维,也是优质的高分子蛋白质材料,具有良好的力学性能、生物相容性和可控的生物降解性等。随着生物医用材料领域的不断发展和各学科的交叉融合,蚕丝作为生物医用材料已展示出很强的竞争力,其在该领域的应用潜力已逐渐展现。介绍了蚕丝的构成和特点,总结了蚕丝丝素及丝胶提取的方法,综述了近年来蚕丝及蚕丝蛋白在组织工程、载药、敷料等方面的应用,并客观分析了蚕丝及蚕丝蛋白在这些具体应用过程中所发挥的重要作用及各种蚕丝材料的优缺点,最后就蚕丝在生物医用材料领域的应用前景进行了展望。     

原子力显微镜下蚕丝及蜘蛛丝的微观结构

利用原子力显微镜研究了蚕丝丝素、蜘蛛牵引丝及其内外层包卵丝的微观结构.研究表明,丝素和包卵丝纤维的纵向表面都有成丝过程中液态丝蛋白流动而形成的清晰的构槽和条纹,在低速下自然分泌的牵引丝的表面皮层相对比较细腻,而垂直下落蜘蛛在高速下分泌的牵引丝具有和丝素纤维比较相似的微观结构特征.这些丝纤维的断面内都分布有大量微细的原纤,形状基本为圆形,其中三种蜘蛛丝的微纤维直径相似,而丝素纤维内的微纤维要粗得多.     

蚕丝纤维/金属酞菁活化双氧水催化氧化酸性橙的研究

合成了四磺酸基钴酞菁(CoPcS),采用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其进行表征,然后通过三聚氯氰改性将其负载到蚕丝纤维(SF)上,制得了新型蚕丝纤维负载钴酞菁催化剂(CoPcS-SF)。以H2O2为氧化剂,考察了CoPcS-SF对酸性橙Ⅱ(AO2)的催化氧化性能,结果表明,在中性条件下,CoPcS-SF能高效催化氧化AO2,反应60min后AO2的去除率可达97%以上,并且具有较好的重复使用性。考察了pH值、电解质NaCl和温度对CoPcS-SF催化性能的影响,结果表明,CoPcS-SF在pH值3～9较宽范围内均具有较高催化活性;NaCl对催化AO2有促进作用;催化活性随反应温度升高而增强。FT-IR和气质联用(GC-MS)对AO2的降解产物分析表明,AO2的主要产物为顺丁烯二酸、反丁烯二酸和丁二酸等小分子可生物降解脂肪酸。     

纸浆细纤维化对纤维基聚氨酯合成的影响

利用物理检测、SEM观察、XPS检测等方法探究了打浆前后纤维基聚氨酯复合材料的物理指标、表面形态以及成键情况,分析了纸浆细纤维化对纤维基聚氨酯复合材料性能的影响。通过对纤维基聚氨酯复合材料的物理性能检测分析可知,当咪唑-TDI-PEG400聚氨酯预聚体乳液加入量为10%时,随着浆料打浆度的提升,复合材料的抗张指数、湿抗张指数、耐折度、撕裂指数逐渐升高。当浆料打浆度为55°SR时,复合材料的抗张指数、湿抗张指数、耐折度、撕裂指数分别为空白样品的1.06、9.75、1.12、1.12倍。通过SEM也可以观察到,打浆度越高,纤维间的膜状包裹以及纤维间的桥接也逐渐增加。最后通过XPS表征抄片表面价键结合状态,发现随着打浆度的提升,抄片表面的氨基甲酸酯键含量逐渐提高。在打浆度为75°SR时,氨基甲酸酯的含量为1.63%,为10°SR抄片的6.30倍。     

氨基蒽醌的重氮化及其对蚕丝素的偶合修饰染色性能

为拓展蚕丝素的染色技术,通过制备1-氨基蒽醌重氮盐,并基于偶合反应机制,实现对蚕丝素酪氨酸残基的修饰着色。结果表明,1-氨基蒽醌重氮盐偶合修饰染色蚕丝素纤维可获得较高的表观颜色深度K/S值,同时,预浸碱工艺有利于重氮盐对蚕丝素的偶合修饰着色反应;偶合修饰染色具有良好的匀染性、干湿摩擦及耐洗色牢度,经DMF剥色,染色蚕丝素纤维K/S值剥除率低于6%;且偶合修饰染色有利于对纤维强力的保护。     

不同干燥方式对纸浆模塑材料性能的影响

目的研究不同打浆度、温度和压力下,热压干燥与真空干燥方式对纸浆模塑材料强度性能的影响。方法分别利用热压干燥方式与真空干燥方式对纸浆模塑材料进行干燥成形,检测不同打浆度、温度和压力下模塑材料的抗张指数、耐破指数、戳穿强度和挺度,最后用扫描电镜对2种干燥方式下的纤维结构进行观察。结果热压干燥制得的模塑材料的抗张指数、耐破指数、戳穿强度和挺度均比真空干燥的性能高;材料的抗张指数、耐破指数和戳穿强度均随打浆度的提高呈现先升高后降低的趋势;耐破指数、戳穿强度和挺度随热压温度的升高而增强;热压压力增大,材料的戳穿强度增强,而挺度减小。通过扫描电镜观察,采用热压干燥方式的纤维间的结合比真空干燥方式的更紧密。结论热压干燥方式下,打浆度为65°SR,温度为110℃时,材料的抗张指数、耐破指数和戳穿强度值最高,分别为26.235 N·m/g,1.234 kPa·m2/g,3.42 J。在今后的生产实践中,可根据制备不同需求的纸浆模塑材料,选取合适的干燥方式。     

废旧棉纤维纸基地膜的制备及强度性能研究

以废旧棉纤维为主要原料,加入一定量废纸,并添加助剂制备一种新型的易降解纸基地膜。研究了棉纤维打浆度、各种助剂和废纸用量对地膜性能的影响。结果表明:制备该新型纸基地膜的最佳工艺条件为85%棉纤维打浆度60°SR,废纸浆5%,水溶性PVA纤维10%,阳离子淀粉1.3%,阳离子壳聚糖0.1%,阳离子聚丙烯酰胺0.7%,羟丙基瓜尔胶0.2%,聚酰胺环氧树脂的0.6%;该条件下制得的新型纸质地膜材料强度性能良好,抗张指数为42.7N·m~2/g,撕裂指数为67.1mN·m~2/g,湿强保留率达49.4%,符合地膜材料的应用要求。