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1、A N一 g 一 C a s e i n 纤维的 结构与性能的研究 董擎之 ( 华东 理工大学石油化工学院) 顾利霞王逸君苏惠香毛培良 ( 中国纺 织大学材 料科学 与二 程学院 )( 上海 石化股份有限公司赌纶厂 【 摘 要 A N 一 。 一 。 m i n 纤 雄中 二组 分的结 晶 度券 本不随 路 素含 !而 丈。 A N 一 9 一 C a s e i n 纤雄 吸沮 性、 染色 性优 异， 且能 采用 政性 染并、阳离 子染 料染 色， A N 一 9 一 肥 玩纤雄 力学性能良好，走一种位拜推广应用的祈型改性仿其纤雄。 汇 关挂甸丙 蹄精、璐素、 接枚纤雄、结构、性能 【 中
2、田 法 分 类 号 】 功3 4 2 . 9 4 、 吉田三男曾用丙烯睛对酷素蛋白接枝共 聚， 以Z n 山为溶剂湿法纺丝， 该产品吸湿性 好， 染色性能优良， 手感与风格酷似真丝， 物 理机械性能不亚于普通腊纶 川。国内生产睛 纶大多采用N a S C N浓水溶液均相共聚， 一步 法纺制纤维， 该技术较成熟。 为充分利用现有 的技术和设备， 这里采用上述工艺， 一步法纺 制了丙始精一酪素蛋白的接枝纤维 ( A N一 9 一 C a s e i n 纤维) ，对纺得的纤维的结构与性 能进行了探讨。 一、 实脸 ( 一) 纷丝工艺 采用丙烯睛单体与酷索在 N a S C N浓水 溶液中 均相接
3、枝 共聚， 一步 法纺丝， 其 纺丝流 程简述如下: 纺丝一预热牵伸一水洗 -+一次热水牵 伸一二次热水牵伸*干操峭纶纤维由上海 石化股份公司睛纶部提供( 简称 P A N ) . ( 二) 纤维密度浏试 、吸湿率浏定按文 故1 2 ( 三) 上染率与染料吸附值 l g A N 一 9 一 C a s e i n 纤维 在酸 性湖兰A 染 浴 ( 浴比为: 1 : 1 0 0 ; 染料质量分数为4 . 0 %; H A C ( c . p ) 质 量 分数为5 . 0 %; N a 2 S 0 4 ( c . p ) 质量分数为5 . 0 %) 中1 0 0 cc染色 1 . 5 h ; 分别
4、 将P A N 纤维 及A N 一 9 一 C a s e i n 纤维用阳 离子 染料C a t h i n o n B lu e R L H ( 浴比为 1 ; 1 0 0 ; 染料 质量分数为1 %; 1 1 A C 质量分数为3 %; N a A c 质量分数为 1 %;N a 2 S O ; 质量为 1 0 %)中 1 0 0 9 0 染色 1 玩 用7 2 型分光光度计侧定不同染浴的光 密度， 作标定曲线， 然后根据实验前后染浴的 光密度计算染浴浓度，由 下式计算上染率与 染料吸附值。 ( 四) 力学性能测定 采用Y G一 0 0 3 型单纤维强力仪， 夹持距 离1 0 .， 下降
5、速度2 0 二/ m i n ， 室温。 二、 结果与讨论 ( 一) A N 一 一 C a s e i n 纤 维的密 度 和结晶 度 2 51 腑纶纤维及A N 一 8 一 c a s e in 纤维的密度 洲定值见表 t o 表1 盼 纶 纤 雄 及A N 一 9 一 C a s e in 纤 维 ( A C F ) 的密 度侧定住 试样 !。 ( % )P / 6 x m 3P 一 / C II l3 一 ， .纶01 . 1 8 8 0 . 翻 2 A C F a2 0 1 . 1 9 20 . 8 3 9 A C F b 一 3 0 l . 加 3 0 . 8 3 1 人C F .
6、4 0 1 . 21 50 . 8 2 3 8为C a xin在A C F中的质1分毅 采用密度外推法可 求得 接枝 纤维中P A N 及C a s e i n 的密度: p r e e =1 . 1 7 0 K a s e in二1 . 2 9 0 本工作求得的胡 - 8 - C a s e i n 纤维中的 P A N密度( 1 . 1 7 0 ) 比 实际测 得的P A N纤 维的 密度( 1 . 1 8 8 ) 稍低， 侧得的酪索密度与太田利 彦报导的一致I N 。由此可见， 在实验的误差范 围内，A N 一 g - C a s e i n 纤维中的P A N 及C a - s e w
7、二组分的结晶度基本不随酪素的含量而 变化。 ( 二) A N 一 9 一 C a s e i n 纤单的 吸as 性 在 ( 2 5 :t WC，( 6 5 t1 ) 0kR H下测定 A N 一 8 一 C a s e in 纤维、 C a s e in , P A N 纤维的吸 湿率， 其结果见图1 , 图中曲线I 为A N一 9 - C a s e in纤维的吸湿率与其 C a s e i n含摄的关 系， 曲线2 为A N一 9 一 C a s e i n 纤维的吸湿率 的理论估算值，将实验侧得的 C a s e in 与 P A N 纤维吸 湿率( o c a s e i n 为9
8、. 4 5 , D i”为0 . 8 9 ) 按式 ( I ) 计算求得: 4 D ( %) = (D n K ( 1 一 e ) + 中-B 图中的曲 线1 稍高 于曲 线2 ， 即A N 一 9 - C a s e i n纤维实际吸湿率比 C a s e i n与P A N纤 维吸湿率按质且比 例估算的线性豆加 值高。 这是由于吸湿率不但与大分子化学结构有 关， 与无定形区含t、 分布及晶区表面、 结晶 的 序 态 也 有 关， 由 于A N - g - C a s e in 纤 维中 P A N组分序态较低， 序态分布较宽， 另外， 由 于纤维内部布存在较多微孔，这也有利于纤 维的吸湿率
9、的提高。 ( 三) 接枚纤维的染色性 酪素组分的引人提高了纤维对酸性染料 的亲和力， A N一 g 一 C a s 。 纤 维用 酸性 湖兰A 染料染色的上染率、染料吸附值与纤维中酪 素含量的关系见表2 a 表2 酸性湖.“-_ A 时A N一 g 一 C a s e i n 纤维( A C F ) 的染色性 试 样 上染率 ( % 染料吸附值 崛 . ( g 纤维) 一 ， 每克酪素吸附 染料贵/ m g A C F . 3 8 . 2 ! 1 5 . 37 6 . 5 A M 67 .4 劝9 8 9. 8 A C F c ) 9 5 , 53 8 29 5, 5 B ( %) A C F
10、 . : 加; A CF b : 3 0 ; A C F C : 4 0 由表2可见，每克酪素吸附的染料随酪 素含盆的增加而 增加， A N一 9 一 C a s e i n 纤维中 酪素含量升高， 低序区增多， 微孔增多. 从而 使每克酪素吸附染料值增大。 阳离子染料对接枝纤维也能染色。表 3 为阳离子染料对P A N纤维 及A N一 9 一 C a s e i n 纤维的染色情况。 表3阳离子染料对以 N纤维及 A N一 9 一 C a s e i n 纤维 的染色 性 试 样 t 3k ( 4b ) 染 料 吸 值 1 - g - 坛纤维 一 L 每 克 璐 素 吸 附 染 料t1 m
11、g 猜 纶 9 86 9 , 8 6 9 8 6 A C F .8 8 . 6名 8 61 1. 1 A C F b7 8 . 87 . 叨1 1 .3 A C F c6 8 . 7石 8 7 1 5肠舫4 5 扭1 A N 一 9 一 C a s e in纤维吸 湿率的 理论 估X值、 实脸值与其璐索质.分类之关系 %) A C F a : 2 0 ; A C F b : 3 0 ; A C F c :4 0 从表3中可见， 接枝纤维中每克P A N吸 附染料值均比 腑纶纤维高， 且随着酪素含量 的增高， 此值略为 增大， 这进 一步证明了， 接 枝纤维随着酪素含盘的增高. P A N序态降
12、低， 2 5 2 低序区增多 有利于染料的吸附。 ( T) A N一 g - C a s e in 纤维的力学性能 从表4可见，随接枝纤维中酷素含f的 增多， 断裂强度降低. 断裂伸长增大。这三种 纤维力学性能优 良，能满足服用纤维的要 求。 表4 A N - g - C a s e i n 纤维的力学 性能 试 样 a ( *)瞥 断裂吸度 C N die=- 断裂伸长率 ( %) A C F .211 . 7 03 . 7 2 1 A C 凡3 01 . 7 23 3 、 人 C F c4 0 1 . 6 8 2 . 9 2 7 三 、 结论 1 , A N 一 9 一 a s e i n
13、 纤维中, P A N和C a s e in 分别结晶，二组分的结晶度签本不随路众含 t改变.由于接枝界面的牵制.序态略有降 低. 其分布增大。 2 , A N 一 9 一 C a s e i 。 纤维吸湿性、 染色性优 异， 且对于酸性染 料、 阳 离子染料均能进行染 色。 3 、 在实验范围内A N 一 g 一 C a s e i n 纤维的 力学性能良好， 能满足服用纤维要。 参 考文嗽 1 吉田三男，由牛奶制造丝绸，现代化学 ( 日) , 1 9 9 0 . 1 4 , 2 3- 3 1 2 欧国荣、 张扭展主编， 高分子科学与工程 实验， 上海， 华东理工大学, 1 9 9 7 , 1 4 1 一 1 4 4 3 O ta T , N a n b a K , Y a m a m o t o A . F i n e s t r i c t u r e o f t h e f ib e r ma d e fr o m mi l k c a - s e i n - a c ry l o n i t ri le砍c o p o l y me r . S e n - I G a k k a i s h i . 1 9 7 5 , 3 1 ( 9 ) , 8 5一9 0 2 5 3
