角蛋白/多壁碳纳米管复合纤维的制备

赵明宇， 刘海辉， 王学晨， 张兴祥

(1. 天津工业大学 省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室， 天津 300387；2. 天津工业大学 天津市先进纤维与储能技术重点实验室， 天津 300387；3. 天津工业大学 材料科学与工程学院， 天津 300387)

角蛋白/多壁碳纳米管复合纤维的制备

赵明宇1,2,3， 刘海辉1,2,3， 王学晨1,2,3， 张兴祥1,2,3

(1. 天津工业大学 省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室， 天津 300387；2. 天津工业大学 天津市先进纤维与储能技术重点实验室， 天津 300387；3. 天津工业大学 材料科学与工程学院， 天津 300387)

为促进废旧羊毛的回收利用，采用L-半胱氨酸还原法溶解羊毛提取角蛋白，将羊毛再生角蛋白溶于碳酸钠/碳酸氢钠缓冲溶液中配制成纺丝液，并且向其中添加经傅克反应处理的功能化多壁碳纳米管，通过湿法纺丝制备再生角蛋白/功能化碳纳米管复合纤维。研究结果表明：碳纳米管均匀的分散在复合纤维中，没有发生团聚现象，并且与角蛋白基体有着良好的界面作用；碳纳米管加入对纤维的结晶度有所提高，并且能够诱导角蛋白内部形成较多的β-折叠的二级结构构象；随着碳纳米管的加入，复合纤维的拉伸断裂强度增加，当碳纳米管质量分数为0.15%时，拉伸断裂强度达到最大(91.5±12.6)MPa，比纯角蛋白纤维提高了139%。

羊毛角蛋白； 蛋白纤维； 多壁碳纳米管； 傅克反应； 湿法纺丝

我国作为世界上第2大羊毛生产国，羊毛产量日益增长，每年都有大量的劣质粗毛和废旧羊毛制品被废弃[1]。羊毛中80%以上的物质是角蛋白，角蛋白作为一种生物材料具有良好的生物相容性及可降解性，吸引了国内外研究者的关注。……