海藻酸钠 南极磷虾蛋白复合纤维的制备及性能研究

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1、研究与开发C合HIN成A纤SYN维THE工TIC业F，I2B0E1R4，3IN7D(U1S)T：R1Y7海藻酸钠／南极磷虾蛋白复合纤维的制备及性能研究郭静，李学才，万伟娜，有祥康，管福成，刘元法(大连工业大学纺织与材料工程学院，辽宁大连116034)摘要：采用湿法纺丝技术制备了海藻酸钠／南极磷虾蛋白质(SA／AKP)复合纤维，研究了纤维力学性能的影响因素。结果表明：SA／AKP复合纤维的断裂强度随着蛋白质含量、凝固浴温度、凝固时间的增加而减小，随钙离子浓度的增加而先增大后减小；凝固剂钙离子与聚乙二醇溶液质量比为4：1，制得SA／AKP复合纤维的断裂强度达1．21cN／dt

2、ex，AKP的加入导致复合纤维的热失重增大。关键词：海藻酸钠南极磷虾蛋白质复合纤维力学性能热稳定性中图分类号：TQ341．9文献标识码：A文章编号：1001。0041(2014)01．0017—04南极磷虾是一种高蛋白质含量的海洋生物，状态下脱泡，分别配制AKP质量分数为10％，由于其本身特性不能直接使用，因此合理开发利20％，30％，40％的纺丝溶液，依次标记为1，2，用磷虾资源十分重要。由于蛋白质含有的氨基酸3，4试样。与人体皮肤结构相似，如果将其用于纤维，将使纤取纺丝溶液，在PEG，CaC1：，HO混合溶液中维具有良好的皮肤亲和性J。许多国家都在研挤出凝固成形，经水

3、洗、拉伸后，用磷酸二氢钠和究可再生的蛋白质纤维J。但鲜见利用南极磷醚化硅油混合水溶液浸渍，烘干定型后得到基于虾蛋白(AKP)制备纤维的报道。作者采用南极SA／AKP复合纤维。磷虾虾粉以及海藻酸钠(SA)为原料，采用碱提取1．3分析与测试法提取AKP，最后采用湿法纺丝技术制备了一种力学性能：采用单丝强力仪测试，实验条件为新型的高蛋白含量的SA／AKP蛋白复合纤维，将温度20，湿度65％，拉伸速度20mm／min，夹其用于人造假发有很好的发展空间。头隔距10mm。热稳定性能：采用美国rA公司的Q50型热1实验重分析仪测定，测试中选择升温速度为2O℃／1．1原料及仪器min，扫

4、描温度为室温一800oC，气氛为高纯氮气，SA粉末：相对分子质量(3．5～4．0)×10，青流量为40～60mL／min。岛明月海藻集团有限公司产；无水氯化钙：西陇化工股份有限公司产；氢氧化钠：天津市瑞金特化学2结果与讨论品有限公司产；聚乙二醇(PEG1000)：天津市大茂2．1SA／AKP复合纤维力学性能影响因素化学试剂厂产；AKP：相对分子质量约50000，实2．1．1AKP含量验室自制。从图1可以看出，随着AKP含量的增加，SA／小型湿法纺丝机：实验室自制；单丝强力仪：AKP复合纤维的断裂强度呈下降趋势，而断裂伸莱州电子仪器有限公司制；Q50型热重分析仪：美长率则是

5、先下降，然后增大最后下降。这是因为国TA公司制。SA纤维的凝固成形主要是SA与Ca结合形成1．2SA／AKP复合纤维的制备稳定的“蛋壳”结构，交联网状的“蛋壳”结构增强将s溶液在60℃下搅拌30～60min，使sA了分子间的作用力，限制了大分子链运动的能力，完全溶解，得到溶液A；将AKP溶解在质量分数很大程度上抵御分子的变形，导致纤维变形小，强为0．1％～0．5％的NaOH溶液中，在30—60℃的度高。SA／AKP复合纤维的凝固成形是sA“蛋磁力搅拌器中搅拌10～20min，使AKP完全溶收稿日期：2013—09，08；修改稿收到日期：2013．12-20。解，得到溶液B

6、。将一定比例的A与B(SA：AKP作者简介：郭静(1962一)，女，博士，教授，从事高分子材料质量比为9：l一6：4)共混搅拌均匀，并在真空成形与改性研究。E—mail：gul1．g8161@163．corn。18合成纤维工业2014年第37卷壳”结构形成与蛋白质的活性端基(主要是羧酸)Ca¨含量高，离子交换能力强，在丝条的外表面很与钙离子反应综合作用的结果。随着蛋白质含量快发生凝固阻碍了Ca“向内的交换，纤维容易形的增加，纤维的有序、完整的结构遭到变形、破坏，成皮芯结构，纤维变得脆而弱，然而不充足丝条内变得紊乱，蛋壳结构不规整，有缺陷，硬链段变短，部交换使得纤维具有较高

7、的断裂伸长率。随着溶纤维断裂强度下降，同时软链段得到发展，纤维变液中Ca含量的减少，离子交换能力下降，形成得柔软，所以断裂伸长率变大，但是蛋白质含量继的皮层相对较薄、致密性较低，有更多的ca透续增加，导致结晶区域分散，分子间的相互作用力过皮层与芯层，并导致芯层凝固，使承受外力的有变弱，使纤维的断裂强度和断裂伸长率降低。效分子数增多，纤维的力学性能变好；PEG的加入使得凝固浴中形成更缓和的交换环境，离子交f换更充分，纤维力学性能更好，断裂伸长率也有所提高。Z斛3＼当CaCI，：PEG质量比为2：1时，纤维的力垂嘿学性能急剧下降，