γ射线辐照改性蚕丝的性能与结构研究

为改善蚕丝纤维的性能,利用γ射线辐照来改性蚕丝.通过多种表征方法研究辐照后蚕丝结构与性能的变化关系,结果表明:随剂量的增加,γ射线辐照后蚕丝的拉伸强度、断裂伸长率降低.同剂量下,空气气氛下辐照后蚕丝的拉伸强度、断裂伸长率低于真空辐照后蚕丝的拉伸强度、断裂伸长率.利用XRD分析表明:辐照后蚕丝的结晶结构未发生变化.随剂量的增加,γ射线辐照后蚕丝热性能降低.     

甲基丙烯酸十二氟庚酯接枝蚕丝纤维的结构

采用扫描电镜、红外光谱、氨基酸分析、X射线衍射分析等测试手段,对甲基丙烯酸十二氟庚酯接枝蚕丝纤维的结构进行分析,探讨接枝改性前后蚕丝结构和性能的变化情况。分析结果显示含氟化合物单体甲基丙烯酸十二氟庚酯已接枝到蚕丝上,且接枝反应主要发生在蚕丝纤维大分子无定形区的酪氨酸(TYR)、精氨酸(ARG)、谷氨酸(GLU)等的反应性基团上,反映出纤维的结晶区未破坏,当接枝率较高时,纤维有一定损伤。     

牛奶蛋白纤维的结构与性能

利用扫描电子显微镜观察了牛奶蛋白纤维的形态结构。结果表明,牛奶蛋白纤维是异形纤维,截面上有微孔,表面有凹槽;对牛奶蛋白纤维的X-射线衍射分析显示聚乙烯醇分子规则排列构成结晶部分,牛奶蛋白形成无定形区;测试和分析了牛奶蛋白纤维的吸湿、拉伸、摩擦等性能,结果表明牛奶蛋白纤维是集蚕丝和合成纤维优良性能于一身的纺织新材料。     

再生丝素蛋白水溶液静电纺丝成形原理探讨

运用静电纺丝方法,从再生蚕丝素蛋白水溶液中制得了圆形的具有光滑表面的超细再生丝,WAXD测试结果发现该纤维中含有结晶结构,但其结构既不同于无定形丝素膜,也不同于天然蚕丝纤维。而丝素蛋白分子在静电纺丝过程中已经受了相当高的拉伸,这表明即使在这样的条件下也无法得到结构和天然蚕丝一样的纤维,也暗示着单纯的拉伸并不能使丝素蛋白分子完成从无定形向β-折叠结构的转换。要完成从无定形向β-折叠结构的转换,还需有其他条件协同。     

PGLA纤维拉伸过程中结晶与取向的变化

为更好地控制乙交酯-L-丙交酯共聚(PGLA)纤维力学性能和降解特征,研究PGLA纤维拉伸过程中结晶与取向的变化。结果表明：随拉伸条件的变化,PGLA纤维结晶度呈现出明显的分段线性变化规律;应变诱导结晶主导了纤维拉伸中的结晶形成;在实验条件下,结晶过程存在不同的动力学阶段。根据非晶区取向函数对结晶度呈现的正相关性,同时结合DSC升温扫描的冷结晶峰随拉伸条件变化的结果,认为PGLA 纤维拉伸过程中的结晶机制为应变诱导结晶。     

莲纤维的力学性能

为开发莲纤维织物提供理论依据,初步研究了莲纤维的力学性能,主要包括单次拉伸性能、定负荷拉伸弹性和摩擦性能。结果表明：莲纤维的初始模量为146.81cN/dtex,比棉、羊毛和蚕丝的初始模量高,与苎麻接近;莲纤维的断裂强度为3.44 cN/dtex,要优于棉、羊毛、蚕丝,仅次于苎麻;而断裂伸长率为2.25%,与苎麻相近,比棉、羊毛和蚕丝小。在小应力下,莲纤维的弹性较好;莲纤维的静、动摩擦因数分别为0.5541、0.3203,属于手感较涩糙的纤维。     

不同矿化方式下丝素蛋白电纺纤维的仿生矿化

以丝素蛋白静电纺纳米纤维为模板,采用一种新颖的矿化方式——动态交替浸渍法和通常的静态交替浸渍法,对其进行仿生矿化,研究丝素蛋白静电纺纤维膜在不同方式下的矿化特性。通过扫描电镜、X射线衍射及热重分析等手段对矿化纤维的形貌、结构及沉积量进行表征。结果表明:静态交替浸渍法下形成的磷灰石主要沉积在丝素蛋白纤维表面,生长缓慢;相比之下动态交替浸渍矿化法下形成的磷灰石在纤维表面及纤维膜间隙均有沉积,其成核和生长较快,在相同矿化周期下,可形成由纳米微粒聚结而成的较大颗粒。动态交替矿化纤维中磷灰石沉积量相对较高,两种矿化方式下生成的磷灰石均为缺钙型羟基磷灰石。     

蚕丝/氨纶包覆丝及其织物的性能研究

测试了蚕丝／氨纶包覆丝及其织物的性能，建立了预测包覆丝拉伸张力的理论模型，理论预测值和实测值有较好的一致性。研究结果表明，采用蚕丝包覆氨纶，能使蚕丝和氨纶这两种纤维在性能上互补，提高真丝织物的服用性能。     

蚕丝／氮纶包覆丝及其织物的性能研究

测试了蚕丝／氨纶包覆丝及其织物的性能，建立子预测包覆丝拉伸张力的理论模型，理论预测值和实测值有较好的一致性。研究结果表明，采用蚕丝包覆氨纶，能使蚕丝和氨纶这两种纤维在性能上互补，提高真丝织物的服用性能。     

经等离子体处理的蚕丝纤维结构与性能

采用低温氧等离子体对蚕丝纤维进行处理 ,研究了等离子体处理后蚕丝纤维聚集态结构的变化情况。结果表明 :低温氧等离子体处理使蚕丝纤维内部构象由无规向β折叠转化 ,纤维的结晶度下降 ,同时 ,蚕丝纤维因弱结构剥离产生重量损失 ,短时间处理对蚕丝纤维强度影响不大。     

Characterization of Raw Silk Fibers Obtained by Feeding Silkworms with Protein Powder

High-strength raw silk fibers were obtained by feeding the silkworm larvae with a modified feed containing down-powder. The relationship between different content of down-powder and the mechanical properties of raw silk fibers was studied. Furthermore, the morphology, chemical structures, crystallinity, and thermal properties of raw silk fibers with and without modification were also investigated. The results suggest that the tensile strength of raw silk fibers could be increased by 27% through feeding the silkworm larvae with a modified feed containing 4 wt% down-powder while keeping the original chemical structure and thermal properties of raw silk fibers.     

微波法对真丝纤维的接枝改性研究

采用微波法用柠檬酸对真丝纤维进行接枝改性,测试了改性纤维的形态结构和主要性能.结果表明:微波法可以在短时间内使柠檬酸接枝到真丝纤维表面;接枝后真丝纤维的断裂强度和延伸度基本不受影响;吸湿性和染色性得到提高.     

烯类硅氧烷单体对家蚕丝的接枝改性

采用新型烯类硅氧烷单体对家蚕丝接枝改性.探讨了不同条件对接枝的影响及接枝后家蚕丝的各项性能.结果表明,接枝后真丝织物的折皱回复性显著提高,手感更为柔软,且不影响家蚕丝的强度.接枝后家蚕丝的白度和染色性略有下降,染色色牢度与未处理真丝织物基本相同.通过红外光谱和扫描电镜分析,接枝单体是依靠物理沉积和化学键作用与纤维结合的.     

丝素蛋白的磷酸化及其仿生矿化膜的制备

为制备功能性丝素基仿生矿化材料,将丝素蛋白通过三聚磷酸钠（STP）磷酸化,从而在仿生矿化过程中促进钙离子吸附,利于更多的钙磷酸盐的形成和沉积。探究了体系中pH 值和三聚磷酸钠用量对丝素磷酸化的影响,分析了磷酸化对丝素蛋白二级结构、热性能、粒径及膜力学性能的影响;以磷酸化丝素为原料制备冻干丝素膜,采用交替矿化法,在其表面沉积形成羟基磷灰石（HA）;借助扫描电子显微镜和能量色散X 射线光谱仪,评价了矿化膜表面结构形态和钙、磷元素含量变化。结果表明：在pH 值为10 和 STP 质量为0.24 g 条件下,磷转移量达到67.1%,且磷酸化丝素膜对阳离子有较好的吸附效果,力学性能较空白样略有下降;经交替仿生矿化处理后,磷酸化丝素膜表面沉积的羟基磷灰石较空白样结构更规整。     

土壤填埋降解后丝素纤维的微观结构和力学性能

分析了丝素纤维在土壤中填埋降解后的形态结构、结晶结构、分子构象以及力学性能的变化,并与涤纶纤维进行对比分析。研究结果表明:经过2个月以上的填埋后,丝素纤维的表面出现了坑穴,且填埋时间越长坑穴的数量越多,尺寸也增大,6个月后纤维的强力和伸长都下降了90%左右,9个月时纤维已经完全降解;填埋降解后,丝素纤维的结晶度没有显著的变化,但分子的构象有向α螺旋和无规卷曲转化的趋势。     

HBP-HTC改性处理对桑蚕丝纤维结构和性能的影响

 利用SEM、FTIR、XRD、TG等测试方法研究了改性处理对桑蚕丝纤维结构和力学性能的影响。为其在桑蚕丝织物的研究中提供理论依据,研究结果表明：改性处理对桑蚕丝纤维表面具有明显的刻蚀作用,改性桑蚕丝纤维内部无规构象增加,相对结晶度略有提高,热分解起始温度略有下降。改性处理对桑蚕丝纤维结构的破坏主要在纤维的表层,对桑蚕丝纤维力学性能的影响很小。     

蚕丝纸的抄制及其性质

采用湿法流程进行了蚕丝抄纸实验，对制浆、打浆工艺进行了初步研究。对蚕丝纸的性能进行了测试分析，并以壳聚糖为施胶材料，研究了蚕丝纸的再加工性能。结果表明，蚕丝具有较好的抄造适应性，成纸具有一定的机械强度，透气性、吸水性、渗透性、毛细吸液高度较高。蚕丝纸的打浆工艺应在保证切断的基础上，侧重于分丝作用，以充分发挥蚕丝原纤层次丰富的结构优势。蚕丝纸的吸附性较好，具有良好的再加工性。壳聚糖施胶后，蚕丝纸的透气性提高，机械强度、抗水性明显增强。     

纤维素纤维和蛋白质纤维降解特性的分析

以棉、苎麻、竹原以及桑蚕丝、羊毛织物为试样,采取自然土埋法进行降解实验,分析并比较被填埋织物的力学性能和形态结构特征。结果表明:在填埋2个月后,棉、苎麻和竹原纤维的表面产生了许多坑穴和裂纹,其强力下降率普遍达到80%以上;羊毛的鳞片被剥蚀,内部似没受微生物的侵蚀,其力学性能几乎没有变化,而桑蚕丝纤维的表面产生微小坑穴,其强力下降为原样的70%;在被填埋6个月后,棉、苎麻和竹原纤维已与泥土融合被完全降解,羊毛也被完全降解,而桑蚕丝纤维表面的坑穴增多,强力下降率和伸长下降率也达90%以上,9个月后取出的桑蚕丝织物只有零星碎片,几乎完全被降解。     

再生丝素纤维的湿法纺丝及其交联改性研究

以六氟异丙醇(HFIP)溶解再生丝素膜,通过湿法纺丝获得再生丝素纤维。再生丝素纤维经1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳化二亚胺(EDC)和N-羟基丁二酰亚胺(NHS)作为交联剂进行后处理,利用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、DSC热分析法、力学性能等表征方法研究和分析了牵伸和交联前后纤维聚集态结构和力学性能的变化。研究结果表明:再生丝素纤维经牵伸和EDC/NHS交联改性后,纤维直径变细为87μm,纤维内部结构以silk II结构为主;纤维的热稳定性提高,热分解峰峰值由281℃提高至288℃;纤维的断裂强度和断裂伸长率明显增大,分别达到1.41 cN/dtex和11.38%,表现出良好的柔韧性。     

丝棉非织造布用于农用地膜的研究

选用纺织工业生产中产生的废蚕丝和棉纤维为原料、明胶为粘合剂生产的非织造布地膜,在使用过程中易降解,并可改善土壤的肥力,不会造成环境污染。通过正交分析得出最佳棉丝配比。结果表明：随着丝含量的增加,非织造布地膜纵横向强力均有一定程度的增加；可降解地膜的保温效果略小于普通塑料地膜；70 d的降解率超过55%。