再生蜘蛛丝的成丝方法及其结构与性能

摘要

本文以大腹圆蛛牵引丝和包卵丝为研究对象，在分析了再生蜘蛛丝溶液的成丝性能的基础上，研究了静电纺再生牵引丝和包卵丝纤维膜的性能。主要内容如下：　　研究了不同溶剂体系和工艺条件下的再生牵引丝溶液和膜的性能，以期找到一种合适的纺丝溶液。SDS凝胶电泳的结果显示以溴化锂(LiBr)为溶剂的再生牵引丝溶液比以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂的溶液有更宽的分子量分布；用拉曼光谱研究了由溴化锂为溶剂得到的再生牵引丝膜，发现其分子构象包含α-螺旋、β-折叠和无规卷曲三种结构；用傅立叶红外光谱(FTIR)研究了以HFIP为溶剂的牵引丝膜，发现其构象以α-螺旋和无规卷曲为主；拉曼光谱显示成膜温度对以溴化锂为溶剂的再生蜘蛛丝膜的分子结构影响不大。　　用静电纺丝的方法得到了再生牵引丝和包卵丝的纤维膜(ERDSF和ERESF)。牵引丝和包卵丝都溶解在HFIP中作为静电纺的溶液。分别用扫描电镜、X-射线衍射、FTIR、差示扫描量热法(DSC)和电子纤维强力仪测试了ERDSF和ERESF的形态，结晶结构，二级结构、热性能和力学性能。研究了电场强度和喷丝口到接收屏距离对纤维形态的影响。发现静电纺的牵引丝和包卵丝比天然蜘蛛丝的结晶度高得多；ERDSF和ERESF都包含α-螺旋，β-折叠和无规卷曲的分子结构；ERDSF和ERESF具有与天然蜘蛛牵引丝和包卵丝相似的耐热性能；ERDSF比ERESF具有更优异的力学性能，放置一周后这两种纤维膜的断裂强度都下降。　　用甲醇处理ERDSF和ERESF以改善其性能，X-射线衍射的结果显示经甲醇处理后的ERDSF和ERESF的结晶度都大为增加；FTIR的结果表明这两种膜材料经甲醇处理后分子构象都由α-螺旋/无规卷曲向β-折叠结构转变；DSC曲线显示甲醇处理后ERDSF和ERESF的Tg都上升；拉伸测试结果发现ERDSF和ERESF的断裂强度大幅上升。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第一节蜘蛛丝的研究进展

第二节静电纺丝的原理及进展

第三节本课题的研究目的及内容

参考文献

第二章再生蜘蛛丝的纺丝溶液

第一节不同溶剂体系下蜘蛛丝蛋白质溶液的分子量

第二节不同溶剂体系下蜘蛛丝蛋白的分子构象

第三节不同工艺条件下蜘蛛丝蛋白的分子构象

第四节纺丝溶液的成丝特征

本章结论

参考文献

第三章再生蜘蛛丝的静电纺丝

第一节纺丝工艺条件对再生蜘蛛丝的影响

第二节静电纺蜘蛛丝的结晶结构

第三节静电纺蜘蛛丝的二级结构

第四节静电纺蜘蛛丝的热性能

第五节静电纺蜘蛛丝的力学性能

本章结论

参考文献

第四章静电纺蜘蛛丝的后处理

第一节静电纺蜘蛛丝的结构稳定性

第二节甲醇处理后ERDSF和ERESF的结晶结构

第三节甲醇处理后ERDSF和ERESF的二级结构

第四节甲醇处理后ERDSF和ERESF的热性能

第五节甲醇处理后ERDSF和ERESF的力学性能

本章结论

参考文献

第五章结论

攻读学位期间发表和已投稿的论文

致谢