再生絲素蛋白纖維干法紡絲后處理取向結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變力學(xué)性能碩士論文

1、再生絲素蛋白干法紡纖維的后處理研究材料學(xué)， 2011， 碩士【摘要】 蜘蛛和蠶以水為溶劑,在空氣中通過(guò)干法紡絲法制備出綜合力學(xué)性能優(yōu)異的天然動(dòng)物絲。盡管許多研究者嘗試采用濕法紡或靜電紡等工藝仿生制備人造動(dòng)物絲,但總體來(lái)說(shuō)紡絲工藝簡(jiǎn)單、仿生程度低,與蜘蛛和蠶的紡絲方法有很大區(qū)別。本課題組前期以再生絲素蛋白(RSF)水溶液為紡絲液,利用干法紡絲工藝成功制備了RSF纖維,但力學(xué)性能與天然蠶絲相比仍有很大差距。為提高干紡絲的力學(xué)性能,制得可媲美天然動(dòng)物絲的高性能蛋白質(zhì)纖維,本論文對(duì)干法紡RSF初生纖維進(jìn)行了后處理研究。優(yōu)選了無(wú)毒害、對(duì)環(huán)境友好且能促進(jìn)RSF構(gòu)象轉(zhuǎn)變的80 vo1%乙醇水溶液作為后處理劑

2、,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了超細(xì)單絲的機(jī)械拉伸裝置,采用偏光顯微鏡、拉曼光譜、紅外光譜、掃描電子顯微鏡等手段,探討了初生纖維的儲(chǔ)存條件,研究了RSF纖維的單級(jí)拉伸及多級(jí)拉伸后處理工藝,闡明了RSF纖維后處理過(guò)程中的結(jié)構(gòu)演變,為人工仿生制備高性能動(dòng)物絲提供了參考。為穩(wěn)定RSF初生纖維的力學(xué)性能,干紡后得到的纖維需存放于相對(duì)濕度為30-35%的密封容器中至少3天。乙醇?xì)夥蘸筇幚肀M管可誘導(dǎo)RSF形成p-折疊構(gòu)象的有序態(tài)結(jié)構(gòu),但取向結(jié)構(gòu)較差,與RSF初生纖維相比力學(xué)性能反而有所降低。必須形.更多還原【Abstract】 Spiders and silkworms produce natural animal silk

3、s with remarkable mechanical performance from aqueous protein solutions by using dry-spinning processes in air. Many researchers tried to biomimetically obtain artificial animal silks using wet-spinning and electrospinning processes, which are very simple and are significant different from the natur

4、al spinning processes of spider and silkworm.Our group initially prepared regenerated silk fibroin (RSF) fibers from RSF aqueous solutions by using dry.更多還原 【關(guān)鍵詞】 再生絲素蛋白纖維； 干法紡絲； 后處理； 取向； 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變； 力學(xué)性能； 【Key words】 regenerated silk fibroin fiber； dry spinning； post-treatment； orientation； conformation

5、transition； mechanical properties； 摘要 6-8 Abstract 8-9 第1章 緒論 14-28 1.1 動(dòng)物絲的優(yōu)異性能 14-15 1.2 蜘蛛與蠶的紡絲機(jī)理 15-16 1.2.1 蜘蛛的腺體和紡絲機(jī)理 15 1.2.2 蠶的腺體和紡絲機(jī)理 15-16 1.3 再生絲素蛋白纖維仿生紡絲的研究現(xiàn)狀 16-17 1.4 再生動(dòng)物絲蛋白膜及纖維的后處理 17-26 1.4.1 再生蜘蛛絲蛋白纖維的后處理 17-18 1.4.2 RSF薄膜的后處理 18-19 1.4.3 RSF濕法紡纖維的后處理 19-25 1.4.4 RSF靜電紡纖維的后處理 25 1.

6、4.5 RSF凝膠紡纖維的后處理 25 1.4.6 RSF干法紡纖維的后處理 25-26 1.5 本論文的主要研究?jī)?nèi)容 26-27 1.6 本論文工作的意義及創(chuàng)新性 27-28 第2章 儲(chǔ)存條件對(duì)再生絲素蛋白干紡纖維的影響 28-36 2.1 引言 28 2.2 實(shí)驗(yàn)原料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備 28-29 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料 28 2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 28-29 2.3 實(shí)驗(yàn)方法 29-30 2.3.1 再生絲素蛋白水溶液的制備 29 2.3.2 再生絲素蛋白水溶液的干法紡絲 29 2.3.3 再生絲素蛋白纖維的環(huán)境溫濕度控制 29-30 2.3.4 再生絲素蛋白纖維的乙醇?xì)夥仗幚?30 2.4 再生

7、絲素蛋白纖維結(jié)構(gòu)與性能的表征 30-31 2.4.1 再生絲素蛋白纖維表面形貌的表征 30 2.4.2 再生絲素蛋白纖維直徑和結(jié)構(gòu)的表征 30 2.4.3 再生絲素蛋白纖維力學(xué)性能的表征 30-31 2.5 結(jié)果與討論 31-35 2.5.1 儲(chǔ)存時(shí)間和濕度對(duì)再生絲素蛋白纖維力學(xué)性能的影響 31-32 2.5.2 乙醇?xì)夥諆?chǔ)存對(duì)再生絲素蛋白纖維的影響 32-35 2.6 結(jié)論 35-36 第3章 再生絲素蛋白纖維后處理過(guò)程中的結(jié)構(gòu)演變 36-44 3.1 引言 36 3.2 實(shí)驗(yàn) 36-38 3.2.1 再生絲素蛋白纖維的后處理 36 3.2.2 再生絲素蛋白纖維取向結(jié)構(gòu)的表征 36-37 3

8、.2.3 再生絲素蛋白纖維構(gòu)象轉(zhuǎn)變的表征 37-38 3.2.4 再生絲素蛋白纖維力學(xué)性能的表征 38 3.3 結(jié)果與討論 38-43 3.3.1 后處理過(guò)程中纖維取向結(jié)構(gòu)的演變 38-39 3.3.2 后處理過(guò)程中纖維構(gòu)象的演變 39-42 3.3.3 后處理纖維的力學(xué)性能及結(jié)構(gòu)演變 42-43 3.4 結(jié)論 43-44 第4章 再生絲素蛋白纖維單級(jí)拉伸后處理工藝的優(yōu)化 44-60 4.1 引言 44 4.2 實(shí)驗(yàn) 44-47 4.2.1 再生絲素蛋白纖維后處理裝置的改進(jìn) 44-47 4.2.2 再生絲素蛋白纖維后處理工藝的優(yōu)化 47 4.2.3 再生絲素蛋白纖維的表征 47 4.3 結(jié)果與討論 47-59 4.3.1 拉伸速率對(duì)再生絲素蛋白纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響 47-52 4.3.2 拉伸倍數(shù)對(duì)再生絲素蛋白纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響 52-58 4.3.3 纖維直徑對(duì)后處理的影響及纖維截面積計(jì)算方法的改進(jìn) 58-59 4.4 結(jié)論 59-60 第5章 再生絲素蛋白纖維的多級(jí)拉伸后處理 60-73 5.1 引言 60 5.2 實(shí)驗(yàn) 60-61 5.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備 60 5.2.2 再生絲素蛋白初生纖維的制備 60 5.2.3 再生絲素蛋白纖維的表征測(cè)試方法 60 5.2.4 再生絲素蛋白纖維的多級(jí)拉伸后處理 60-61 5.3 結(jié)果