摘要
天然纤维产量低、价格高，畜牧、种植产业的副产品还对环境有一定污染。化纤材料的大量生产必定造成石油资源的大量消耗，同时带来环境污染等问题。再生蛋白纤维是目前研究的热点和重点方向，它可以变废为宝，在获得良好纤维的同时达到减少资源浪费、减少污染的目的。单纯的再生蛋白纺丝难度较大，成纤强度不高，且目前大多再生蛋白纤维工艺中仍然存在不易去除的化学交联剂的使用。针对以上两点问题，用酶对酪蛋白进行改性，达到前交联的目的，以便增加纤维可纺性和强度，再混合聚乙烯醇，增加可拉伸性。 本实验通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、SDS-PAGE电泳等手段探究酪蛋白改性前后的差别，通过等温滴定（ITC）、光学显微镜观察等方法研究酪蛋白和聚乙烯醇的相互作用和相容性。测定不同比例纺丝原液经湿法纺丝得到的复合纤维拉伸倍数和断裂强度，得到10％改性酪蛋白和5％聚乙烯醇复合纤维有较高的拉伸倍数2.67倍和最高的断裂强度25.598Mpa。光学显微镜下形态结构的观察发现，改性酪蛋白纤维会形成更多的纹路，这有利于纤维的吸湿、透气。 紧接着用10％改性酪蛋白/5％聚乙烯醇复合原液为研究对象，研究了纺丝原液pH、温度对于其黏度、相容性和纤维拉伸倍数、断裂强度、形态结构的影响。结果发现，随着温度的升高黏度呈下降趋势、相容性变好，纺丝原液在40-50℃复合纤维有较高的拉伸倍数2.28倍和最大的断裂强度24.365Mpa。黏度随着pH的升高先增大后减小，在pH为9时达到最大值，同时出现最大拉伸倍数和最大断裂强度。形态结构观察发现，pH9时纤维粗细均一、表面具有纹路。 在确定酪蛋白/聚乙烯醇配比、纺丝原液温度和pH的情况下，研究了凝固浴不同配比、温度对于纺成纤维的影响。结果发现，在以0.5％HCl、3％CaCl2、50％乙醇为凝固浴的条件下纺成纤维拉伸倍数和断裂强度最优分别为2.28倍和24.365Mpa。凝固浴温度对成纤影响较小。 以经酶改性后的酪蛋白为原料得到的纤维，表现出更优越的性能，形态结构更利于纤维的吸湿吸热。聚乙烯醇的加入，大大增加了混合纤维的拉伸性和柔韧性，形态结构也更加均一。
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