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丝胶蛋白处理氧化亚麻纤维结构和性能研究
2022-1-6

丝胶蛋白处理氧化亚麻纤维结构和性能研究

摘要: 采用高碘酸钠对亚麻纤维进行选择性氧化,再利用丝胶蛋白溶液对亚麻纤维进行改性处理.研究了氧化亚麻纤维经丝胶蛋白溶液处理后的结构和性能.结果表明,氧化亚麻纤维经丝胶蛋白处理后表面变平整,丝胶蛋白和氧化亚麻纤维之间形成了共价结合,氧化亚麻纤维经丝胶蛋白处理后结晶度和力学性能无明显变化.

关键词:丝胶蛋白;氧化;亚麻;结构;性能

 

用高碘酸或高碘酸盐对纤维索进行选择性氧化可制得二醛纤维素( DAC).国内外对DAC的制备及性

能进行了大量深人的研究,如DAC在热水中的稳定性",超声波中的氧化性,pH值对高碘酸钠氧化的影响》,以及氧化纤维素衍生物的结构与性能回丝胶蛋白是- -种球状蛋白,具有易溶、吸水、凝胶化、可改性和抗氧化等特性,在化妆品.食品、医药和生物材料等方面有良好的开发潜能1一划。本文采用高碘酸钠对亚麻纤维进行有限氧化.引人活性基团醛基" ,再经过丝胶蛋白溶液处理,对丝胶蛋白处理后亚麻纤维的结构和性能进行探讨

1

实验部分

1.1实验材料与药品

经过煮练和漂白的亚麻纱线,36公支;丝胶粉(相.对分子质量为15 000),上海科拉曼有限公司提供;高碘酸钠、丙三醇.均为AR级.

1.2氧化亚麻纤维 的制备和改性处理

   将亚麻纱线置于质量浓度为6g/L的高碘酸钠溶液中,浴比1:50,45 C避光氧化1 h.然后将反应后的亚麻纱线于0.1 mol/L丙三醇溶液中浸泡30 min(除去未反应的高碘酸钠),再用去离子水充分洗涤后,自然

晾干,制得氧化亚麻纱线.

   将制备的氧化亚麻纱线按浴比1 :30置于质量浓度为0~14 g/L的丝胶蛋白溶液中,40 C处理1h,于烘箱中预烘(温度为80 C,时间5 min)、焙烘(温度为150 C,时间:无识别结果24 h,然后置于空气中自然晾干.

1.3测试方法

采用美国Nicolet 5700型红外光谱仪,进行红外光谱分析测试条件:KBr压片法,分辨率4 cm'.采用荷兰X'Pent -proMPD型X射线衍射仪X射线衍射分析进行,测试条件:管电压40 kv,管电流30mA,.扫描速度2%/min,扫描范围5~459.采用S-570型扫描电子显微镜进行微观结构测试,温度20 C,湿度65%,将一小束纤维样品均匀分散粘贴于样品台上,然后将样品镀金处理后置于电镜下观察.

2结果 与讨论

2.1 SEM分析

图1为亚麻纤维经丝胶蛋白溶液处理前后的纵向形态SEM照片,

 

图1(a )和图1(b )显示,未经氧化的亚麻纤维表面较光滑,而经丝胶蛋白溶液处理后表而出现明显的剥

损条痕.由图1(c)看出,亚麻纤维经高碘酸钠氧化后纤维表面出现沿纤维轴向的条纹.但经丝胶蛋白溶液

处理后其表面的纵向条纹现象减弱,表面变得较为平整、光滑.由此说明了丝胶蛋白与氧化亚麻纤维形成共价结合并吸附成膜,

2.2红外光谱分析

图2为亚麻纤维的红外光谱图.

图2显示,亚麻纤维经高碘酸钠氧化后,在1 730cm~'处的醛基特征吸收峰增强且变得尖锐.经丝胶蛋

白处理后,在1657.9 cm-'和1 540.8 cm-'处出现了2个新的特征吸收峰, 1 657.9 cm-1处的为席夫碱吸收峰,1 540.8 cm-'处的是亚胺结构C-N伸缩振动吸收峰.同时,1 733.2 cm~'处的醛基峰明显减弱,说明丝胶蛋白溶液处理氧化亚麻纤维时,部分醛基参与了反应红外光谱图表明氧化亚麻纤维和丝胶蛋白之间形成了共价结合叫,2.3XRD分析

图3是氧化亚麻纤维经丝胶蛋白溶液处理后的x射线衍射曲线谱图.

 

由图3可以看出,氧化亚麻纤维经丝胶蛋白溶液处理前后的X射线衍射曲线相似,说明丝胶蛋白溶液

处理没有改变氧化亚麻纤维大分子的基本结构特征.同时,氧化亚麻纤维经丝胶蛋白溶液处理后,其结晶度变化不大.这是由于反应主要发生在纤维的表面,对纤维内部的结晶结构的破坏较小,从而对氧化亚麻纤维的聚集态结构的影响不大"。

 

2.4

力学性能,

图4为氧化亚麻纱线经不同浓度的丝胶溶液在40C.处理1h后的断裂强度和断裂伸长率

 

图4显示,不同浓度的丝胶蛋白溶液处理对氧化亚麻纤维的断裂强度和断裂伸长率基本无影响.

 

3.结论

(1)氧化亚麻纤维经丝胶蛋白溶液处理后纤维表面变平整.

(2)丝胶蛋白和氧化亚麻纤维之间形成了共价结合.

(3)氧化亚麻纤维经丝胶蛋白处理后结晶度和力学性能无明显变化.

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