离子液体溶解蛋白类纤维的研究
The Study of Dissolution of Protein Fiber in Ionic Liquid
近年来,随着社会和经济的发展,"绿色化学"观念不断深入人心,皮革工业迎来了"可持续发展"战略的严峻挑战,怎样才能使皮革废弃物得到合理的资源化利用已成世界性关注的重要课题.皮革废弃物,其主要成分是动物蛋白,有着巨大的回收利用价值,以前这些废弃物除少量被利用外,大部分被丢弃,不仅带来了严重的环境污染,而且浪费了宝贵的蛋白资源.因此,回收与利用好皮革废弃物具有重要的社会与经济意义.本文主要研究了皮革废弃物的回收利用,分别以1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐:[AMIM]Cl),1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM] Cl),1-乙基-3-甲基咪唑溴盐([EMIM] Br)三种离子液体为溶剂,考察了皮革边角余料于不同温度下在三种离子液体中的溶解性,并找出了皮革边角余料分别在三种离子液体中的最佳溶解温度和最佳溶解度.氯代-1-烯丙基-3-甲基咪唑([AMIM] Cl)和1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM] Cl)的最佳溶解温度为140℃,最大溶解率(度)分别为66wt%(8.78wt%),58.3wt%(7.76wt%),1-乙基-3-甲基咪唑溴盐([EMIM]Br)的最佳温度为130℃,最大溶解度为58.7wt%(7.81wt%).温度对胶原蛋白在离子液体中的溶解度有较大影响,一定温度范围内随温度的升高溶解度增大,高于最佳温度时离子液体发生氧化,实验失败.胶原蛋白在离子液体中的溶解度还跟离子液体本身的阴阳离子有关,不管是阴离子还是阳离子参与破坏胶原蛋白氢键的越多,胶原蛋白在离子液体中的溶解度就越大.实验还探讨了分别以水、丙酮、乙醇为再生试剂时胶原蛋白的再生情况,且对以乙醇为再生试的再生胶原蛋白进行FTIR、UV、TGA和XRD分析,结果表明:再生胶原蛋白完全符合胶原蛋白的基本特征,不存在晶型结构,为无定形结构,相对分解温度较胶原蛋白略高,最终残留物较胶原蛋白少.将提取的胶原蛋白与聚丙烯腈进行共混改性,通过湿法纺丝,对得到的改性聚丙烯腈纤维进行了RT-IR、SEM、断裂强度及回潮率测试,结果表明:随着加入胶原蛋白含量的增加,纤维断裂强度逐渐下降,胶原蛋白含量在20%以下时,断裂强度为1.72-2.21cN/dtex,表面沟槽被胶原蛋白明显覆盖,在其表面形成了一层胶原蛋白膜层.
- 作者：
- 牛凤英
- 学位授予单位：
- 大连工业大学
- 专业名称：
- 皮革化学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 王少君
- 中图分类号：
- TS59
- 关键词：
- 离子液体；胶原蛋白；溶解；再生；聚丙烯腈；共混改性
- ionic liquid；collagen；dissolution；regeneration；polyacrylonitrile；blending modification