丝织物/丝素蛋白复合材料的制备与性能研究
2018-07-04左保齐
现代丝绸科学与技术 2018年3期
何 茜,左保齐
(苏州大学 纺织与服装工程学院,江苏 苏州 215021)
丝素蛋白(Silk fibroin, SF)是蚕丝纤维的核心蛋白,具有高强度、低密度、可再生和良好的生物相容性等优势;但由于蚕丝与高分子基体的相容性并不理想且加工分散性差,蚕丝纤维目前在复合材料领域主要还是以短纤维填充物的形式被使用[1-5]。作为复合材料的增强层,短脱胶蚕丝纤维的力学性能大不如前;而连续长丝形成的复合材料各向同性不够。李明忠等[6]曾选择蚕丝织物作为增强层,将丝素蛋白水溶液直接浇铸于上,制备丝织物/丝素蛋白复合材料。所得材料脆性大,强度与纯丝素膜相比未见提高[7]。丝织物在丝素蛋白溶液中的浸润效果不理想,并不能起到增强作用。袁青青等[8-10]将定向排列且经溴化锂水溶液预处理的脱胶蚕丝纤维与丝素蛋白溶液复合,纤维预处理后与丝素蛋白的相容性得到较大的改善,复合材料沿纤维方向的力学性能显著提高,但是与垂直纤维方向的力学性能之间差异太大,后续应用受限。
本文采用氯化钙/甲酸溶液[11]溶解脱胶蚕丝,经浸泡去盐、干燥后得到纯丝素膜;再将不同质量丝素膜溶解于98%甲酸中,最终获得不同浓度的丝素/甲酸溶液。本文采用平纹丝织物(silk fibroin fabric, SFF)作为复合材料的增强体,并且用88%甲酸(formic acid, FA)对织物进行预处理。我们将不同浓度丝素/甲酸溶液与丝织物按不同质量比例进行复合,探讨不同复合参数以及织物预处理对复合材料形貌、二级结构、力学以及热学性能的影响,以获得一种高力学性能的生物复合材料[12-13]。……
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