絲膠蛋白處理氧化亞麻纖維結構和性能研究

摘要: 采用高碘酸鈉對亞麻纖維進行選擇性氧化,再利用絲膠蛋白溶液對亞麻纖維進行改性處理.研究了氧化亞麻纖維經絲膠蛋白溶液處理后的結構和性能.結果表明，氧化亞麻纖維經絲膠蛋白處理后表面變平整,絲膠蛋白和氧化亞麻纖維之間形成了共價結合，氧化亞麻纖維經絲膠蛋白處理后結晶度和力學性能無明顯變化.

關鍵詞:絲膠蛋白;氧化;亞麻;結構;性能

 

用高碘酸或高碘酸鹽對纖維索進行選擇性氧化可制得二醛纖維素( DAC).國內外對DAC的制備及性

能進行了大量深人的研究,如DAC在熱水中的穩定性",超聲波中的氧化性,pH值對高碘酸鈉氧化的影響》,以及氧化纖維素衍生物的結構與性能回絲膠蛋白是- -種球狀蛋白,具有易溶、吸水、凝膠化、可改性和抗氧化等特性,在化妝品.食品、醫藥和生物材料等方面有良好的開發潛能1一劃。本文采用高碘酸鈉對亞麻纖維進行有限氧化.引人活性基團醛基" ,再經過絲膠蛋白溶液處理,對絲膠蛋白處理后亞麻纖維的結構和性能進行探討

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實驗部分

1.1實驗材料與藥品

經過煮練和漂白的亞麻紗線,36公支;絲膠粉(相.對分子質量為15 000),上海科拉曼有限公司提供;高碘酸鈉、丙三醇.均為AR級.

1.2氧化亞麻纖維 的制備和改性處理

   將亞麻紗線置于質量濃度為6g/L的高碘酸鈉溶液中,浴比1:50,45 C避光氧化1 h.然后將反應后的亞麻紗線于0.1 mol/L丙三醇溶液中浸泡30 min(除去未反應的高碘酸鈉),再用去離子水充分洗滌后,自然

晾干,制得氧化亞麻紗線.

   將制備的氧化亞麻紗線按浴比1 :30置于質量濃度為0~14 g/L的絲膠蛋白溶液中,40 C處理1h,于烘箱中預烘(溫度為80 C，時間5 min)、焙烘(溫度為150 C,時間:無識別結果24 h,然后置于空氣中自然晾干.

1.3測試方法

采用美國Nicolet 5700型紅外光譜儀，進行紅外光譜分析測試條件:KBr壓片法,分辨率4 cm'.采用荷蘭X'Pent -proMPD型X射線衍射儀X射線衍射分析進行,測試條件:管電壓40 kv,管電流30mA,.掃描速度2%/min,掃描范圍5~459.采用S-570型掃描電子顯微鏡進行微觀結構測試,溫度20 C,濕度65%,將一小束纖維樣品均勻分散粘貼于樣品臺上,然后將樣品鍍金處理后置于電鏡下觀察.

2結果 與討論

2.1 SEM分析

圖1為亞麻纖維經絲膠蛋白溶液處理前后的縱向形態SEM照片,

 

圖1(a )和圖1(b )顯示,未經氧化的亞麻纖維表面較光滑,而經絲膠蛋白溶液處理后表而出現明顯的剝

損條痕.由圖1(c)看出,亞麻纖維經高碘酸鈉氧化后纖維表面出現沿纖維軸向的條紋.但經絲膠蛋白溶液

處理后其表面的縱向條紋現象減弱,表面變得較為平整、光滑.由此說明了絲膠蛋白與氧化亞麻纖維形成共價結合并吸附成膜，

2.2紅外光譜分析

圖2為亞麻纖維的紅外光譜圖.

圖2顯示,亞麻纖維經高碘酸鈉氧化后,在1 730cm~'處的醛基特征吸收峰增強且變得尖銳.經絲膠蛋

白處理后，在1657.9 cm-'和1 540.8 cm-'處出現了2個新的特征吸收峰, 1 657.9 cm-1處的為席夫堿吸收峰,1 540.8 cm-'處的是亞胺結構C-N伸縮振動吸收峰.同時,1 733.2 cm~'處的醛基峰明顯減弱,說明絲膠蛋白溶液處理氧化亞麻纖維時,部分醛基參與了反應紅外光譜圖表明氧化亞麻纖維和絲膠蛋白之間形成了共價結合叫，2.3XRD分析

圖3是氧化亞麻纖維經絲膠蛋白溶液處理后的x射線衍射曲線譜圖.

 

?

由圖3可以看出,氧化亞麻纖維經絲膠蛋白溶液處理前后的X射線衍射曲線相似,說明絲膠蛋白溶液

處理沒有改變氧化亞麻纖維大分子的基本結構特征.同時,氧化亞麻纖維經絲膠蛋白溶液處理后,其結晶度變化不大.這是由于反應主要發生在纖維的表面，對纖維內部的結晶結構的破壞較小,從而對氧化亞麻纖維的聚集態結構的影響不大"。

 

2.4

力學性能，

圖4為氧化亞麻紗線經不同濃度的絲膠溶液在40C.處理1h后的斷裂強度和斷裂伸長率

 

?

圖4顯示,不同濃度的絲膠蛋白溶液處理對氧化亞麻纖維的斷裂強度和斷裂伸長率基本無影響.

 

3.結論

(1)氧化亞麻纖維經絲膠蛋白溶液處理后纖維表面變平整.

(2)絲膠蛋白和氧化亞麻纖維之間形成了共價結合.

(3)氧化亞麻纖維經絲膠蛋白處理后結晶度和力學性能無明顯變化.

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