| 简介： |
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顾利霞东华大学“纤维材料改性”国家重点实验室 上海市延安西路1882号，200051E-mail:gulx@dhu.edu.cn
天然高分子材料具有良好的生物相容性、生物降解性和可再生性，由生物高分子再生的纤维及其复合纤维是21世纪的新型纤维材料, 这不仅是为了解决不断增长的环境威胁，还作为一种缓解石油资源供应的途径。1.天然蛋白质与高聚物复合纤维 生物界已知的蛋白质愈百万种，蛋白质是由20种L-氨基酸通过不同的缩合顺序形成的天然高分子。由于蛋白质的各种天然性质，可作为羊毛、蚕丝的廉价替代物。玉米蛋白质：1994年，美国Du Pont公司玉米蛋白质溶解于溶剂中干法纺丝，玉米蛋白溶解于碱液，加入甲醛或多聚羧酸类交联剂湿法纺丝，纤维具有耐酸、耐碱、耐溶剂性和防老化性能，且不蛀不霉，具有棉的舒适性、羊毛的保暖性和蚕丝的手感。大豆蛋白质：1938年以来，日本、美国以大豆蛋白质纤维为原料生产了大豆蛋白/PVA 共聚的纤维，大豆蛋白质与丙烯腈接枝纤维，大豆蛋白质和聚乙烯醇复合纤维，2000年河南濮阳华康生物化学工程联合集团公司，工业化生产大豆蛋白质和聚乙烯醇复合纤维。蛛丝蛋白质：蜘蛛丝是直径为纳米尺度、强度高、柔韧性好、耐冲击性强、耐低温可生物降解纤维。其形成机理为静电纺纳米纤维提供了基础。Seidel等研究了双螺杆纺丝机喷出再生单丝， Lazaris利用两种再生蛛丝复合纺丝得到类天然单丝。复旦及剑桥联合研究了再生丝完全溶解后溶液纺丝。加拿大和美国的科学家联合研究生物转基因纤维, 将蜘蛛蛋白基因注入山羊体内，用山羊奶纺成可生物降介的蛋白质纤维，强度比钢丝大十倍，称为生物钢。蚕丝蛋白质：日本信州大学将蚕丝蛋白和纤维素混合溶解在铜氨溶液中纺制纤维，复合纤维热分解温度比丝绸上升约40℃（ DSC），吸收、放出环境湿度很快，继承了丝绸丰富的染色性。具有独特的手感、生物分解性、抗菌性等功能。酪素蛋白质:1935年意大利开始生产牛奶酪素蛋白纤维，六十年代日本东洋纺公司采用氯化锌浓水溶液为介质，研究酪素共聚接枝丙烯腈，湿法纺丝制备了“Chinon”的纤维。2.糖类与高聚物复合纤维 纤维素： 70年代AKZO公司开始研究有机溶剂法纺制纤维素纤维，Lyocell是直接将纤维素溶于有机溶剂N-甲基吗另啉-N-氧化物中纺丝的纤维，东丽株式会社和京都大学研究通过熔融纺丝法将热塑化纤维素纤维化。竹子、洋麻、大麻、月桃和香蕉都是纤维素纤维植物，生长期短，日本研究开发了这些天然高分子再生纤维，竹纤维吸放湿性是棉的2倍以上,有优异的抗菌防臭性,柔软清凉的肌肤接触感。壳聚搪： 甲壳素(Chitin)，脱乙酰的甲壳质称壳聚糖(Chitosan)，甲壳质主要从甲壳类动物资源提取,美国用壳聚搪与海藻酸溶解在水中，在不同组成的凝固浴中纺丝为抗菌可溶人造丝。聚乳酸：日本钟纺株式会社和岛津制作所共同开发LACTRON，以淀粉为原料提取乳酸合成聚乳酸，纺丝形成聚乳酸纤维，纤维埋在泥土中8～10个月强力完全消失，浸在海水中分解为二氧化碳和水。东华大学“纤维材料改性”国家重点实验室研究了大豆蛋白质的提取、表征和大豆蛋白质与PAN在DMSO中的溶解和纺丝特性，探索了蛋白质与PAN共混纺制纤维及智能凝胶纤维的结构和特性; 研究了蚕丝，蜘蛛丝吐丝过程，发现它是应力诱导下的相分离液晶纺丝，用中空纤维超滤－透析法及平板膜超滤法提纯丝素蛋白，用蚕丝蛋白模仿蜘蛛吐丝的纺丝; 以硫氰酸钠浓水溶液为介质的酪素－丙烯腈接枝共聚物及其湿法纺丝；研究纤维素在NMMO中的溶解机理及纤维成形理论，建立了国产化莱赛尔纤维中试生产线；纺制了甲壳质、乙交酯－丙交酯共聚物、聚乳酸等生物可降解或人体可吸收手术缝合线和人造皮肤与医用敷料纤维材料。本工作得到国家自然科学基金50303003，上海市科学基金036505009支持参考文献：〔1〕大川浩作· 山本浩之, ポリイオンコンプレツクス型天然素材纤维 纤维学会誌 2004,60,1,p15-19 〔2〕Qingzhi Dong, Lixia Gu, Viscolastic Behavior of AN-g-Casein Copolymer Concentrated Solution of Sodium Thiocyanate, Journal of Applied Polymer Science, 2002, 84, 1721-1728 〔3〕Qingzhi Dong, Lixia Gu, Synthesis of AN-g-casein copolymer in concentrated aqueous solution of sodium thiocyanate and AN-g- casein fiber’s structure and property, European Polymer Journal 2002,38,511-519论文来源:2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集 |
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