一种高强度再生蚕丝蛋白纤维的仿生制备方法

摘要

本发明公开了一种高强度再生蚕丝蛋白纤维的仿生制备方法。以具有高结晶度、高强度、高模量，大长径比的纳米纤维素晶须来模拟天然蚕丝纤维中的β-折叠微晶体，将其与再生丝素蛋白溶液相混合，湿法纺丝制备高强度再生蚕丝蛋白纤维。本发明利用刚性纳米纤维素晶须分子链上所含有的大量羟基可与蚕丝蛋白分子链上的羧基、氨基等极性基团形成分子间氢键的特性，实现了再生蚕丝蛋白纤维的结构仿生进而提高其力学性能。本发明制备方法简单，不会对环境造成污染；所得再生蚕丝纤维力学性能与天然蚕丝相同甚至更好，且具有与天然蚕丝相似的微观结构和构象。

主权项

一种高强度再生蚕丝蛋白纤维的仿生制备方法，其特征在于所述制备方法具体包括如下步骤：（1）再生丝素蛋白/纳米纤维素晶须混合水溶液的制备：将蚕丝原料用质量浓度为0.5%的Na2CO3水溶液脱胶后，溶解于摩尔浓度为9.0～9.3mol/L的溴化锂溶液中，得到再生丝素蛋白—溴化锂水溶液；随后将质量浓度为1.0%～7.0%的纳米纤维素晶须悬浊液加入至再生丝素蛋白—溴化锂水溶液中，混合均匀后置于质量浓度为10%的聚乙二醇溶液中透析、浓缩，得到质量浓度为18～30%的再生丝素蛋白/纳米纤维素晶须混合水溶液。其中，再生丝素蛋白：纳米纤维素晶须的质量比为99：1～88：12；纳米纤维素晶须直径分布在20～50nm、长度为100～500nm范围。（2）高强度再生蚕丝蛋白纤维的仿生制备：将步骤（1）中所得的再生丝素蛋白/纳米纤维素晶须混合水溶液作为纺丝液，醇水溶液作为凝固浴，15‑35℃条件下进行湿法纺丝，所得的初生蚕丝蛋白纤维经1～3倍的后拉伸后，再经60～120℃热处理，即得高强度再生蚕丝蛋白纤维。