静电法纺制羊毛角蛋白/PVA纳米纤维

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本文所指的静电纺羊毛角蛋白/PVA纳米纤维,是用以还原法—C法溶解的羊毛角蛋白原溶液(利用还原法—C法溶解、过滤后得到的混合溶液,以下称原溶液)为原料,与适量的PVA或NaCl相混合,配置成两个系列浓度以及配比的混合纺丝溶液,并且对其进行静电法纺丝,得到的超细纳米纤维。溶液的配制方式为:A类溶液由从原溶液中提取出的角蛋白与PVA和NaCl以5种浓度,3种配比混合而成,B类溶液由羊毛角蛋白原溶液与PVA以种个浓度,4种配比直接混合而成。对于所得到的混合溶液,用紫外—可见光分光光度计观察两种体系溶液各自的稳定性情况,利用粘度仪测量溶液的粘度,利用电导率仪测量溶液的电导率,利用表面张力仪测量溶液的表面张力。分别对两种体系的每一种混合纺丝溶液进行静电纺丝。将得到的纳米纤维膜,利用电子扫描显微镜(SEM)观察形貌,并用photoshop6.0求得其各自的纤维平均直径,以及直径频率分布图;系统地分析溶液参数(溶液浓度、角蛋白/PVA的质量比)和过程参数(电压、接收距离、溶液流动速度)对静电纺纤维形成与微观形貌的影响。并且利用红外光谱(FT-IR)分析研究所得到的纤维中羊毛角蛋白与PVA分子间相互作用。结果表明,对于A类溶液,溶液参数以配比为10/90、溶液浓度为8wt.%为宜,此时的溶液粘度为18.1mP/s、表面张力为34.5 Nm-1、电导率为5.6AV-1m-1。最佳的外加电场强度为20KV、流动速度为1mm/h、接受距离为10cm,在此条件下所得到的纤维平均直径为290nm。对于B类溶液,溶液配比为12/88、溶液浓度为10wt.%。最佳的电场强度为18KV、溶液的流动速度为1mm/h、接收距离为10cm,所得到的纤维平均直径为270nm。电纺过程中始终伴随有珠节产生,调整各种参数有助于改善纤维的形貌,但是很难彻底消除这一缺陷。纤维的直径主要分布在100—500nm,通过FT-IR分析,证明了角蛋白与PVA分子间有一定的相互作用,形成了较强的氢键作用。
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