蚕丝由于其生物学上高度进化的生产方式、优异的综合力学性能和天然可再生的特点,近年来一直吸引着生物学家、化学家及材料学家们的关注。通过理解蚕丝的生物特性以及蚕丝材料结构、性能和功能之间的关系,人们设计了各种各样的人工纺丝工艺,围绕再生蚕丝蛋白纤维的制备上进行了广泛的探索。本论文在课题组已有的人工纺丝的基础上(即采用高浓度的再生丝蛋白水溶液作为纺丝原液,以硫酸铵水溶液为凝固浴),搭建了一套再生丝蛋白纤维湿法纺丝装置,采用一步法制备出性能较好的再生丝蛋白纤维,并进一步研究了纺丝工艺参数,如凝固浴、拉伸倍率及不同阶段拉伸倍率的分配等对最终获得的再生丝蛋白纤维结构和性能的影响。除此之外,我们还尝试在纺丝原液中引入金属离子Ca以及碳纳米管,来研究不同纺丝原液对再生丝蛋白纤维结构和性能的影响。在工艺方面,本论文首先讨论了不同阶段拉伸倍率的分配对六倍拉伸的再生丝蛋白纤维的影响。在40℃下,35wt%的硫酸铵凝固浴中湿法纺丝的结果表明,以45r/min→90r/min→270r/min方式获得的六倍拉伸纤维的综合力学性能以及纤维断面形貌较好于其它两种拉伸倍率分配。其次,我们研究了凝固浴的温度和浓度对六倍拉伸的再生丝蛋白纤维的影响。结果发现在较高的凝固浴温度下,初生纤维的凝固速度加快,有利于提高后续水蒸汽拉伸的效果,得到的再生丝蛋白纤维形貌有所改善。而低浓度凝固浴下得到的再生丝蛋白纤维,虽然形貌也得到大幅改善,但是力学性能反而有所下降,这可能是因为凝固速度太慢导致纤维凝固不够,后续高倍拉伸的效果无法体现出来。基于我们前期的研究发现,即Ca离子在桑蚕吐丝过程中具有较特殊的作用,我们采用透析以及简单的加入法将Ca离子引入再生丝蛋白纺丝原液,考察了在再生丝蛋白纤维纺制过程中Ca离子对再生纤维结构以及性能的影响与作用。结果表明,相比于纯丝蛋白纺丝原液,含Ca离子的再生丝蛋白纺丝原液,在40℃和60℃下进行纺丝,都得到了断面形貌相对规整,力学性能普遍较好的再生丝蛋白纤维(断裂强度达到了360MPa,断裂伸长率达到了36%,而相同条件下纯丝蛋白再生纤维的断裂强度为190MPa,断裂伸长率为62%)。这些结果表明Ca离子能有效参与再生丝蛋白纤维的纺制过程,改善再生丝蛋白纤维的断面形貌,提高再生丝蛋白纤维的力学性能。虽然共混是普遍采用的改进高分子材料性能的一种简便易行的方法,但是由于湿法纺丝对纺丝原液的浓度、流动性等要求严格,蚕丝蛋白的共混纺丝研究不太常见。我们通过简单共混方法制备了再生丝蛋白/碳纳米管(RSF/CNTs)比例为1000/1的共混纺丝原液,进一步湿法纺丝,得到了再生丝蛋白/碳纳米管共混纤维。共混纤维的形状虽然呈长条形,但是断面显示共混纤维致密均一,表明丝蛋白与改性碳纳米管之间具有良好的相容性。力学测试显示六倍拉伸的再生纤维的断裂强度达到了390MPa,断裂伸长率亦达到48%—具有相当好的性能。表明碳纳米管的加入对共混纤维的力学性能起到了增强的作用。