随着科技的迅速发展,传统的保暖材料已经不能满足人们对轻便、保暖服装的需求,而吸湿发热纤维作为一种新型保暖材料,对于提升纺织材料的保暖性能具有重要意义。本文以蛋白质对纤维素纤维的改性为研究基础,结合羊毛角蛋白和丝素蛋白的分子间协同作用的机理,采用纺前共混的方式在湿法纺丝过程中按照不同比例加入复合蛋白液,制备了一种具有吸湿发热功能的蛋白质纤维素复合纤维,并重点研究了角蛋白和丝素蛋白的协同作用对蛋白质纤维素纤维的基本结构和湿热性能的影响。基于湿法纺丝工艺,以羊毛和蚕茧为原料,采用碱解法制备角蛋白和丝素蛋白溶液的方法,通过设计正交实验,探究了碱解法制备角蛋白溶液和丝素蛋白溶液的最佳工艺条件。研究结果表明:制备羊毛角蛋白溶液的最佳工艺条件为氢氧化钠添加量为2.5%,反应温度为80℃,反应时间为2h,浴比为1:3;制备丝素蛋白溶液的最佳工艺条件为氢氧化钠添加量为8%,反应温度为80℃,反应时间为7h,浴比1:20。为了探究蛋白溶液的加入量对纺丝胶液粘度的影响,我们将蛋白溶液与纤维素纺丝胶液共混,并采用落球粘度计进行了测试。研究结果表明:为了保证纺丝的顺利完成,复合蛋白液的加入量应控制在7%之内。与此同时,经湿法纺丝工艺,我们制备出了不同蛋白含量的角蛋白粘胶纤维与复合蛋白粘胶纤维。凯氏定氮法测试结果表明,随着共混纺丝胶液中复合蛋白液加入量的增加,蛋白质的损失率也逐渐升高,这说明角蛋白、丝素蛋白大分子中的活性基团与纤维素大分子中的活性基团的结合能力是有限的,因此为了防止蛋白质的过渡损失,纺丝胶液中复合蛋白液的加入量应控制在5%左右。采用SEM、FTIR、XRD、凯氏定氮法、声速法测试取向度等分析手段研究了角蛋白和丝素蛋白的协同作用对蛋白质纤维素纤维的结构和力学性能的影响。SEM扫描结果表明,复合蛋白质粘胶纤维的内部结构更加紧密,这说明角蛋白、丝素蛋白和纤维素具有良好的相容性。FTIR分析结果表明,复合蛋白质粘胶纤维中存在羊毛角蛋白和丝素蛋白质的酰胺特征峰,且羊毛角蛋白、丝素蛋白和纤维素大分子间主要是物理结合。XRD测试结果和声速法测试取向因子结果表明,随着复合蛋白质粘胶纤维中蛋白含量的升高,纤维的结晶度和取向度均略微升高,且复合蛋白质并没有破坏纤维素的结晶结构,这说明角蛋白和丝素蛋白主要位于纤维的非结晶区域,这有助于纤维力学性能的提升。纤维的力学性能测试结果表明,随着纤维中蛋白质含量从0增加至3.58%,纤维的断裂强力从2.05cN/dtex升高至2.13cN/dtex,但是其断裂伸长率基本保持在18.2%左右。同时本文还采用红外成像仪、数显温度计、烘箱法、保暖性探究了蛋白含量的变化对纤维湿热性能的影响。红外成像仪和数显温度计的测试结果表明,在纤维中引入蛋白质确实有助于改善纤维的吸湿发热性能,但只有当纤维中蛋白质的含量大于3%时,纤维能够满足国家标准规定的吸湿发热纤维的要求。回潮率测试结果表明,随着纤维中蛋白质含量的提高,纤维的回潮率略微升高。织物的保暖性能测试结果表明,与相同针织工艺的普通粘胶(VF)纤维面料的综合保暖性相比,蛋白质纤维素(PVF)纤维面料的保暖性能略好。