羊毛角蛋白质溶液制备与应用

摘要

废弃的羊毛及其它动物发毛是重要的角蛋白质资源,然而长期以来并未得到充分应用.羊毛蛋白质能够再生应用的基础是首先制备出角蛋白质溶液,但是羊毛纤维结构的特殊性,使其不熔、不溶,只能选择适当的溶剂,并适度降解方可使其溶解.目前研究报道的羊毛纤维溶解方法都普遍存在有两个主要缺陷:其一是对纤维的溶解效率低,只能获得低浓度、低粘度、较低分子量、低制成率的羊毛角蛋白质溶液;其二则是因浓度低而在多数专利中需要通过反渗透、透析方法使溶液浓缩、提纯、固化成羊毛角蛋白质粉末,以方便后续加工使用.显然,这些问题都妨碍了羊毛角蛋白质资源的有效利用.该研究着重研究高制成率、高粘度、较高分子量、高浓度的羊毛角蛋白质溶解方法.并依据溶解方法研究其相应的直接应用途径.具体涉及两项研究内容:还原C法制取羊毛角蛋白质溶液及其应用研究、金属盐法制取羊毛角蛋白质溶液及其与PAN共混纺制纤维的研究.该论文的创新性工作主要包括:(1)首次将金属盐ZnX2或LiX与还原剂——巯基乙酸复合作为羊毛角蛋白质的溶剂.由此形成了独特的羊毛角蛋白质溶剂体系,该体系能够得到制成率达100％、浓度高达25％(w/w)、粘度和分子量等重要指标都高于其它方法的羊毛角蛋白质溶液,可用于对粘度和浓度有较高要求的应用领域.此方法的最佳溶剂组成是LiX:巯基乙酸:水=1:1:1.(2)首次将羊毛角蛋白质溶液与PAN共聚物共混制成共混膜,探讨了两种高聚物共混时的相行为,进而通过湿法纺丝获得羊毛角蛋白质与PAN共混纤维.该共混纤维具有一定的机械强度和染色性能.从而为羊毛角蛋白质资源的应用和新型纤维的开发提供了一条新的途径.(3)首次成功地将还原C法制得的羊毛角蛋白质溶液不经提纯直接应用于毛织物定形整理加工中,收到了令人满意的效果.为角蛋白质溶液应用探索了一条新的途径.

目录

文摘

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第一章绪论

1.引言

1.1资源状况

1.2羊毛及发毛的组织学结构

1.3 α-角蛋白质结构与通性

2.羊毛角蛋白质溶液制备方法的研究进展

3.角蛋白质溶液的应用研究进展

4.论文的主要工作

参考文献

第二章还原C法制备羊毛角蛋白质溶液及其在毛织物定形中的应用研究

1.前言

1.1羊毛纤维定形加工原理

1.2还原C法制得的羊毛角蛋白质溶液特征

1.3还原C法制得的溶液在毛织物定形中应用的理论依据

2.实验部分

2.1实验用原材料及仪器

2.2还原C法羊毛溶解工艺优化实验安排

2.3纯毛粗纱定形效果分析

2.4羊毛织物定形工艺优化

2.5角蛋白质溶解度测试

2.6角蛋白质溶液粘度测试

2.7毛织物折皱回复性测试

2.8毛织物尺寸稳定性测试

2.9织物强度测试

3.结果与讨论

3.1羊毛角蛋白质溶液制备工艺优化

3.2纯毛粗纱定形效果

3.3毛织物定形工艺优化

4.小结

参考文献

第三章金属盐法制备羊毛角蛋白质溶液的研究

1.前言

1.1金属盐与羊毛纤维的作用

1.2金属盐与还原剂的协同作用

2.实验部分

2.1原材料与仪器

2.2 ZnX2盐溶解法

2.3 LiX法盐溶解法

2.4 制成率测试

2.5羊毛角蛋白质粘度测试

2.6羊毛纤维溶解过程观察

2.7羊毛角蛋白质溶液固化行为

2.8羊毛角蛋白质氨基酸含量测定

3.结果与讨论

3.1 ZnX2盐法工艺研究

3.2 LiX法工艺研究

3.3羊毛溶解过程动力学分析

3.4羊毛角蛋白质溶液的相分离

3.5固化后羊毛角蛋白质再生物的氨基酸组成

4.小结

参考文献

第四章羊毛角蛋白质与聚丙烯腈共混物相行为的研究

1.前言

1.1溶剂间的相互作用

1.2高聚物间的相互影响

2.实验部分

2.1两种高聚物共混膜的制备

2.2共混膜的热分析

2.3红外光谱测定

2.4 X-光衍射

3.结果与讨论

3.1热分析

3.2红外光谱分析

3.3 X-光衍射分析

4.小结

参考文献

第五章羊毛角蛋白质与聚丙烯腈共混纺丝加工初探

1.前言

2.实验部分

2.1共混纺丝液准备

2.2纺丝工艺

2.3共混纤维表面形态结构观察

2.4纤维机械性能测试

2.5纤维热性能分析

2.6纤维染色性能测试

2.7纤维回潮率测定

3.结果与讨论

3.1纤维形态观察

3.2纤维机械性能

3.3纤维热性能分析

3.4吸湿性

3.5纤维染色性能

4.小结

参考文献

全文总结论

攻读论文期间发表的论著、论文

致谢

附录

附录一：不同比例共混膜TG-DTA曲线

附录二：不同比例共混膜红外光谱测试

附录三：共混纤维拉伸前后TG-DTA曲线

附录四：氨基酸检测报告