纺丝条件及纺丝液组成对丝素-丝胶蛋白同轴干纺纤维的影响

为了模仿家蚕的纺丝工艺及天然蚕丝的组成和皮芯结构,利用同轴干法纺丝技术制备了以再生丝素蛋白（RSF）为芯层、丝胶蛋白（SS）为皮层的RSF-SS纤维。研究了卷绕速率及芯层纺丝液中RSF质量分数对纤维形貌、2级结构及力学性能的影响。结果表明：复合纤维具有明显的皮芯结构;相对于RSF的质量分数,卷绕速率对纤维结构和性能的影...     

蚕腺体内和再生丝素蛋白水溶液的性能研究

用偏光显微镜观察了蚕腺体内和再生丝素蛋白水溶液的流动状态和各向异性现象,用乌氏粘度计测试了其流出时间,并用HAKKE流变仪测试了其粘度。结果发现蚕腺体内和再生丝素蛋白水溶液的性质差别非常大,认为丝素蛋白水溶液在蚕腺体内存在一个逐步熟成的过程。随着丝素蛋白水溶液在腺体内的前移,丝素蛋白分子逐渐沿移动方向取向而呈有序态,最终成为粘度非常大的各向异性的凝胶体,而再生丝素蛋白水溶液是粘度非常低的各向同性溶液。这些差异表明,丝素蛋白水溶液在蚕腺体内的熟成过程是蚕能够吐出优良蚕丝的关键步骤,要想制备出高性能的纤维,在“仿生纺丝”之前,首先要“仿生制备纺丝液”。     

再生丝素蛋白干纺纤维的后处理体系及方法

模仿蚕的干法纺丝工艺,制备了再生丝素蛋白纤维,并通过后处理进一步提高了其力学性能。结果表明:与无机盐水溶液后处理体系相比,醇的水溶液可显著促使蛋白构象从无规卷曲及α-helix转变为β-sheet。同时通过拉伸诱导β-sheet构象取向,干纺纤维的力学强度可大幅提高。在φ=80%的乙醇-水溶液中,将初生丝拉伸2倍后再浸泡1 h,其断裂强度可达200 MPa,断裂伸长率可达48%。     

静电纺丝制备自修复功能纤维及其自愈合性能表征

应用静电纺丝技术,以聚苯乙烯和愈合剂的共混溶液为纺丝液,制备了含有愈合剂的功能纤维,并以其制备了具有自修复性能的纤维/树脂复合材料.通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、荧光显微镜等对纤维的形貌和结构进行了表征,探讨了纺丝溶液的组成对纤维形貌和结构的影响.纤维中愈合剂的含量随纺丝液中愈合剂浓度的增加而增大,但可纺性随之变差.通过SEM观察了所制备的复合材料表面预制裂纹的修复,在一定温度下裂纹处纤维中的愈合剂(分别为环氧和其固化剂)释放并进一步反应,经过愈合复合材料的拉伸强度提高了2.81 MPa,力学性能明显改善.     

后处理过程中以水为溶剂的干法纺再生丝素纤维的结构演变

以水为溶剂的干法纺再生丝素蛋白纤维可通过后处理提高其力学性能,且后处理方法对纤维性能的提高程度有很大影响。为了优化干法纺再生丝素蛋白纤维的后处理工艺,定量研究了两种后处理方法中再生丝素蛋白分子的取向结构和构象演变,即方法A(纤维先在φ=80%的乙醇水溶液中浸泡1 h,再在热蒸汽中拉伸2倍)与方法B(纤维先在φ=80%的乙醇水溶液中拉伸2倍,再在该溶液中浸泡1 h)。探讨了纤维结构变化与力学性能之间的关系。结果表明:在乙醇水溶液中或在热蒸汽中拉伸均比仅在乙醇水溶液中浸泡更有利于丝素蛋白的构象转变,也对提高丝素蛋白分子链的取向更为有效。与方法A相比,方法B更能提高纤维的取向程度、β-折叠构象的含量以及力学性能。     

羧基氟碳共聚物纤维光催化剂载体的制备与耐光降解

通过溶液聚合法合成了聚(丙烯酸六氟丁酯-co-甲基丙烯酸)(P(HFBA-co-MAA))和聚(甲基丙烯酸十二氟庚酯-co-甲基丙烯酸)(P(DFHMA-co-MAA))羧基氟碳共聚物. 静电纺丝实验结果表明,随着 MAA 用量的减少,两种氟碳共聚物的可纺性逐渐变差,相应的纺丝液的浓度也逐渐降低,所用溶剂的极性和沸点呈现降低的趋势;当配制纺丝液所用低沸点溶剂丁酮用量增大时,所得纤维的直径呈增加趋势;P(DFHMA-co-MAA) 的可纺性优于 P(HFBA-co-MAA). 采用两步法在 P(DFHMA-co-MAA)共聚物纤维表面制备光催化剂 ZnS,XPS 结果表明锌离子先与共聚物纤维表面的羧酸根离子络合,然后络合的锌离子再与硫源 TAA 反应形成 ZnS. MAA 用量高的共聚物纤维表面形成的 ZnS 量与粒子尺寸较大,MAA 用量为 10 wt% 时,共聚物纤维表面形成了纳米级的 ZnS 粒子,通过紫外降解实验和红外分析表明制备的 ZnS/P(DFHMA-co-MAA)纤维复合物具有很好的耐紫外光降解性能.     

静电纺丝法制备聚醚酰亚胺纤维膜的结构和介电性能研究

采用静电纺丝法制备了聚醚酰亚胺(PEI)纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)和偏振红外对PEI纤维膜的微观结构进行研究.实验结果显示纺丝液溶剂决定了PEI的可纺性,以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂时,空气湿度显著地影响纺丝过程以及纤维的形态.在相同纺丝工艺条件下,随着纺丝液浓度的增加,所得PEI取向纤维沿辊筒收集方向的排列规整性提高,纤维平均直径由405 nm增加到3.25 μm.PEI纤维膜介电性能的研究表明,取向纤维膜的介电常数很小,最低可达到1.1,其介电损耗也维持在较低的水平,纤维膜的接收方式以及热牵伸处理会对PEI纤维膜的介电性能产生影响.     

静电纺丝法制备相变调温纤维及其性能

以丙酮和N,N-二甲基甲酰胺（DMF）为混合溶剂,实验室自制固-固相变材料为相变工作物质,醋酸纤维素（CDA）为高分子载体,利用静电纺丝技术制备了相变调温纤维,研究了溶剂配比、纺丝液浓度、纺丝电压等对纤维形貌的影响。结果表明：以N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和丙酮为溶剂（体积比为1/4）,在纺丝液质量分数为22%、纺丝...     

微流体芯片动态调控蛋白水溶液pH或Ca~(2+)浓度

模拟蚕和蜘蛛的纺丝系统,以载玻片(75×25mm)为基片,SU-8为阳模材料,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为微通道(宽500μm,深100μm)构筑材料,利用光刻及模塑成型等技术设计、制备了微流体芯片,并应用于再生丝素蛋白(RSF)水溶液组成的动态调控。该芯片利用微流体的层流特性使RSF水溶液与pH缓冲液或钙离子缓冲液在微通道内平行流动而不发生混合。在水溶液中RSF质量分数不变的前提下,通过离子扩散实现了流动场下RSF水溶液pH值或钙离子浓度的动态调控。     

再生丝素/NMMO·H2O溶液的流变性能

使用N-甲基吗啉-N-氧化物的水合物(NMMO·H2O)作为再生丝素的溶剂.可以得到w=0.10～0.25的再生丝素/NMMO·H2O溶液.研究了再生丝素/NMMO·H2O溶液流变性能,讨论了剪切速率、温度和溶液中的再生丝素的含量对再生丝素/NMMO·H2O溶液流变性能的影响.