丝素蛋白/戊二醛对脆弱丝绸织物加固的工艺条件研究

采用丝素蛋白和交联剂戊二醛作为加固脆弱丝绸织物的材料,通过正交试验,研究了丝素蛋白和戊二醛的质量浓度、浸渍时间等因素对脆弱丝绸织物断裂强度、断裂伸长率、增重率、回潮率、色差、硬挺度等的影响,得出较优的加固处理工艺方案:丝素蛋白质量浓度为5 g/L,戊二醛质量浓度为0.05 g/L,在丝素蛋白溶液中的浸渍时间(t1)为40 min,戊二醛中的浸渍时间(t2)为60 min。在此工艺条件下,丝素蛋白/戊二醛对脆弱丝绸织物的加固效果明显,而且手感和外观较好。可利用该方法及工艺对丝绸文物进行加固保护。     

甲基丙烯酸甲酯在真丝上接枝共聚反应条件的优化

对有引发剂和无引发剂存在时甲基丙烯酸甲酯对真丝接枝增重的工艺条件进行研究,并用正交试验法探讨了不同的温度、时间、单体质量浓度等对接枝增重效果的影响。有引发剂的接枝聚合反应最佳工艺条件为反应温度80℃、单体质量浓度50g/L、反应时间40min;反应温度和单体质量浓度对接枝率的影响极其显著,反应时间对接枝率的影响不显著。无引发剂的接枝聚合反应最佳工艺条件为反应温度80℃、单体质量浓度55g/L、反应时间3h,反应温度对接枝率的影响极其显著,反应浓度对接枝率的影响比较显著,反应时间对接枝率的影响不显著。     

用酶水解结合盐溶解的方法制备丝素肽

以家蚕茧壳为原料,采用胰蛋白酶水解结合盐溶解的方法制备丝素肽。通过单因素试验、正交试验优化蚕丝蛋白纤维脱胶、酶水解、盐溶解和真空冷冻干燥全流程主要工艺条件为:蚕丝蛋白纤维以2.5 g/L Na2CO3+2.5 g/L NaHCO3的混合液脱胶30 min;在脱胶丝素蛋白纤维与8×105U/m L胰蛋白酶液的质量比为1∶100、酶解液pH 7.5、温度50℃的条件下酶解4 h;98℃下用200 g/L CaCl2溶液(浴比1∶120)溶解反应6 min;液态丝素肽在真空度60~70 k Pa条件下,进行-42℃3 h→60℃5 h→70℃4 h分段式真空冷冻干燥。在此工艺条件下,丝素蛋白的水解度为19.7%,获得的丝素肽样品呈粉末状,颜色洁白,无异味,可溶性指数接近100%,具有较好的商品性能与应用性能。     

无引发剂接枝聚合对丝素蛋白纤维性能的影响

通过对不同接枝率的丝素蛋白纤维的耐水洗性、吸湿性、力学性能、热稳定性及染色性等的研究和分析 ,探讨了无引发剂条件下甲基丙烯酸甲酯 (MMA)与丝素蛋白纤维接枝聚合对丝素蛋白纤维性能的影响。结果表明 :接枝聚合后丝素蛋白纤维有良好的耐水洗性 ,力学性能、热稳定性均有提高 ,吸湿性下降不明显 ,染色性有所提高 ,接枝率 2 6 %左右吸色深度最大。     

利用接枝β-环糊精包合天然驱蚊剂制备防蚊真丝织物

采用1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)在催化剂次亚磷酸钠(SHP)的作用下将β-环糊精(β-CD)接枝到真丝纤维上,然后浸渍加入具有驱蚊功效的薰衣草精油使其包合在β-CD空腔中,制备出具有驱蚊功效的真丝织物。设计单因素试验优化β-CD接枝真丝织物的工艺参数,当BTCA和β-CD的质量浓度分别为100 g/L,SHP的质量浓度为60 g/L,170℃下焙烘3 min或180℃下焙烘2 min,真丝织物的接枝增重率可达18.4%,红外光谱分析表明β-CD已成功接枝至真丝织物上,且可耐15次以上的水洗。接枝β-CD的真丝织物能够赋予薰衣草精油缓释的效果,且放置8 d后对按蚊仍可保持75%以上的驱避率。此方法制备的防蚊真丝织物效果持久可重复使用,且具有对人体无毒害、环保的特点。     

HRP酶促HEMA接枝蚕丝织物的制备及结构性能测试

利用生物酶催化织物的接枝改性具有环保的特点。采用辣根过氧化物酶(HRP)/H2O2/乙酰丙酮(Acac)催化引发体系,将甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)与蚕丝织物接枝共聚,改善蚕丝织物的抗皱性能。以接枝率为考核指标,通过单因素试验获得较佳的接枝工艺条件为:单体质量分数120%(o.w.f),反应温度50℃,HRP浓度0.8×10-5mol/L,0.3%H2O2用量0.1m L,反应时间12 h,反应体系p H 7。采用傅里叶红外光谱(FTIR)表征HEMA已接枝到蚕丝织物表面,扫描电子显微镜(SEM)观察接枝后蚕丝织物的表面变粗糙。测试接枝蚕丝织物的抗皱性能有较大提高,其中湿态折皱回复角提高了1.5倍,但织物的白度和断裂强力有所下降。HRP/H2O2/Acac酶促体系可成功将HEMA接枝到蚕丝织物表面,改善其抗皱性能。     

用丝素蛋白涂覆涤纶织物的研究

将丝素蛋白溶液涂覆于经过化学刻蚀处理的涤纶织物上,获得丝素蛋白涂覆涤纶织物,并对丝素蛋白涂覆涤纶织物进行理化性能检测和结构特性分析。结果表明,丝素蛋白涂覆整理涤纶织物的涂覆增重率为11.6%,热水溶失保持率为84.17%,回潮率增加3.8倍,涂覆涤纶织物的断裂强度和伸度略有降低,但其静电压峰值和静电压衰减时间都得到了明显的改善。涂覆涤纶织物的纤维间填充了丝素蛋白,红外分光光谱检测到丝素蛋白的吸收特征,初步显示了丝素蛋白涂覆涤纶织物具有改善织物性能的效果。     

偶氮二异丁脒盐酸盐引发甲基丙烯酰胺接枝真丝纤维的反应性及工艺条件研究

对真丝织物接枝增重是改善其抗皱性和耐水洗性能的方法之一。采用偶氮二异丁脒盐酸盐(AIBA)为引发剂,将单体甲基丙烯酰胺(MAA)接枝到真丝纤维上,研究接枝的反应性及工艺因素对真丝织物接枝增重率的影响。通过单因素试验获得引发剂AIBA引发单体MAA接枝真丝纤维的最佳工艺条件是:MAA浓度0.31 mol/L,AIBA浓度2.95 mmol/L,浴比1∶30,反应液pH 9,反应温度80℃,反应时间60 min。当单体MAA和引发剂AIBA的浓度分别为0.31 mol/L、2.95 mmol/L时,真丝纤维的活性基团与单体、引发剂之间的反应性(表观反应速率)Rg=K[MAA]1.58[AIBA]0.21,由此得出单体MAA在水相中接枝真丝纤维的表观活化能为148.46 kJ/mol。     

紫外光引发N,N-二甲基丙烯酰胺接枝蚕丝织物的研究

为了实现工业化生产中对蚕丝织物连续化接枝整理,研究紫外光引发对N,N-二甲基丙烯酰胺(DMAAm)接枝蚕丝织物的共聚合反应的促进作用和对织物性能的影响,以及紫外光引发接枝工艺条件因素对织物接枝增重率的影响。结果表明,紫外光引发DMAAm接枝蚕丝织物3 min时,织物的接枝增重率即达到最大值;接枝增重率随光引发剂浓度的增大而提高;单体浓度增大时,增重率提高,但单体接枝效率降低;工作液pH值对增重率的影响不明显。接枝蚕丝织物的性能表征显示,紫外光照射时间较长会影响织物的白度和断裂强力,但断裂强力可通过接枝DMAAm而得到恢复;接枝增重后的蚕丝织物用活性染料染色的K/S值略有降低,但染色均匀性变化不大。研究结果提示,紫外光引发可加快DMAAm接枝蚕丝织物的共聚合反应速率,但须适当控制紫外光照射时间,以减轻织物白度的下降。     

用柞蚕丝素/柠檬酸对柞蚕丝绸的抗皱增重整理研究

为了改善柞蚕丝绸的服饰功能,自制柞蚕丝素与柠檬酸混合液对柞蚕丝绸进行抗皱增重整理。测试了柞蚕丝绸整理前及以不同整理剂整理后的折皱回复角、增重率、撕破强力、白度、悬垂系数、染色深度等性能指标,并通过正交试验确定柞蚕丝绸抗皱整理的最佳工艺条件为柞蚕丝素质量浓度30 g/L、柠檬酸质量浓度50 g/L、次亚磷酸钠质量浓度30 g/L、焙烘温度160℃、焙烘时间2.5 min,确定增重整理的最佳工艺条件为柞蚕丝素质量浓度30 g/L、柠檬酸质量浓度80 g/L、次亚磷酸钠质量浓度30 g/L、焙烘温度150℃、焙烘时间2.5 min。在最佳抗皱整理条件下,柞蚕丝绸的折皱回复角提高了36.7%,增重率为5.86%,撕破强力和白度的保留率分别为86.1%和90.8%,表观色深值增加1倍多。试验结果表明,柞蚕丝绸经柞蚕丝素/柠檬酸混合液整理后的抗皱性能、悬垂性能及柔软度和染色性能均有改善。     

阴离子表面活性剂SDBS对真丝纤维接枝反应过程的影响

在真丝纤维的接枝反应体系中添加适量的阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)以提高单体甲基丙烯酰胺(MAA)的利用率。研究SDBS对引发剂过硫酸钾(KPS)分解过程及单体MAA接枝反应速率的影响,结果表明:当接枝反应体系中加入1.6×10-5 mol/L SDBS后,SDBS与丝素蛋白、单体MAA分子之间电荷的相互作用,中和了丝素蛋白与MAA间的斥力,更多的MAA分子参与到接枝反应中,提高了接枝真丝纤维的反应速率,使单体利用率提高10个百分点左右;SDBS的加入使引发剂KPS的分解偏离一级反应,降低了单位时间内真丝纤维上吸附KPS的浓度,提高了接枝聚合物的平均分子质量。因此,在采用单体MAA接枝真丝纤维的反应体系中加入阴离子表面活性剂SDBS可提高单体利用率,从而降低生产成本。     

异丁酰酸-2-二乙氨基乙酯接枝真丝织物的制备及性能测试

为开发具有良好抗菌性能的真丝内衣面料,采用原子转移自由基聚合法(ATRP),以真丝大分子制备引发剂,以CuBr/N,N,N′,N′′,N′′-五甲基二乙烯三胺(PMDETA)为催化体系,以水/乙醇为介质,将单体异丁酰酸-2-二乙氨基乙酯(DEAEMA)接枝到真丝织物上。X-线光电子能谱(XPS)检测Br以共价键方式固定到了真丝织物的表面,显示真丝大分子引发剂制备成功;衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和差热扫描分析(DSC)均表明DEAEMA单体已接枝到真丝织物上,且织物的热稳定性能提高,热焓随接枝率的升高而降低;X-射线衍射图谱表明接枝反应主要发生在蚕丝纤维的无定形区,而结晶结构基本未改变。接枝后的真丝织物经季铵化处理后具有很好的抗菌性能,且抑菌率随接枝率增加而提高。     

复合单体TEGDMA/MAA接枝真丝纱线的工艺条件及试样的性能表征

为提高真丝接枝体系中的单体利用率,在真丝接枝体系中添加反应活性较高的三乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEGD-MA)单体,与常用接枝单体甲基丙烯酰胺(MAA)复合,对真丝纱线进行化学接枝。经过单因素试验得出适宜的接枝工艺条件:TEGDMA/MAA复合单体用量为真丝纱线质量的70%,其中TEGDMA与MAA的质量比为1∶9,引发剂过硫酸钾(KPS)的浓度为5 mmol/L,pH≈2.5,反应温度80℃,反应时间60 min,吐温-80的质量浓度为0.2 g/L,浴比为1∶20。在此工艺条件下,TEGDMA/MAA复合接枝体系可获得约58%的接枝率,较相同接枝条件下的MAA接枝纱线提高了约16个百分点,同时其单体利用率达到83%,较MAA单体利用率提高了23个百分点。通过扫描电子显微镜观察发现接枝后的真丝纱线表面分布有接枝聚合物,接枝真丝纱线的红外光谱显示在1 700～1 800 cm-1处具有较宽的TEGDMA分子结构中CO双键的伸缩振动吸收峰,热重分析显示在500℃下接枝真丝纱线出现不同于MAA接枝纱线的失重速率峰,说明TEGDMA与MAA 2种单体分子均参与了接枝反应。     

丝绸接枝阳离子后的染色和固色性能变化

为提高丝绸用酸性染料和直接染料染色的上染率与皂洗牢度,对丝绸进行接枝阳离子改性处理。研究改性阳离子丝绸用酸性染料和直接染料染色的染色性能变化,结果表明采用阳离子接枝方法可以在无盐染色条件下大幅度提高丝绸染色的上染率及皂洗牢度,其中:耐晒果绿BLL对改性阳离子丝绸的上染率达到99.59%,直接耐酸大红4BS的上染率达到99.87%,直接草黄R的上染率为99.83%,直接深褐M的上染率为99.88%。各种染料上染改性阳离子丝绸后的皂洗牢度都达到5级,上染速度也非常迅速,为2~8 m in。研究结果证明丝绸接枝阳离子改性是提高丝绸上染率和皂洗牢度的有效方法。     

采用吡啶三氧化硫制备硫酸化丝素及其抗凝血性能检测

硫酸化丝素是一种新型的蛋白基抗凝血医用材料。以丝素蛋白和吡啶三氧化硫为原料制备可溶性硫酸化丝素。对硫酸化处理不同时间获得的丝素蛋白样品进行红外光谱检测,结果表明用吡啶三氧化硫处理可溶性丝素蛋白2h以上可以将SO42-接枝到丝素蛋白上,当处理时间达到6h后含硫量达到最大值(1.26mmol/g)。将此硫酸化丝素配制成质量浓度为0.8mg/mL的溶液,其抗凝血效果能达到0.06mg/mL肝素钠的抗凝血水平,使血液在1h内不会凝固。该制备方法简单易行,得到的硫酸化丝素的抗凝血效果良好,有望进一步开发成为新型医用抗凝血材料。     

丝素蛋白/琼脂糖水凝胶的制备及性能研究

本研究利用丝素蛋白与不同浓度的琼脂糖混合的方法,制备成丝素蛋白/琼脂糖混合水凝胶,这种多孔结构的水凝胶,硬度最高可达1 050g,吸水溶胀率可高达700%,表明琼脂糖/丝素蛋白混合水凝胶具有良好的结构和力学性能,可以用于载药、皮肤敷料、骨组织再生等领域的进一步研究。