絲膠對純滌綸織物的改性研究及性能分析開題報告

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1、開題報告絲膠對純滌綸織物的改性研究及性能分析一、選題的背景、意義蠶絲主要由內(nèi)層的絲素和外層的絲膠兩部分組成，其中絲膠占整個蠶繭質(zhì)量的20%～25%[1]，對絲素起到保護和膠粘的作用。絲膠是一種球狀蛋白，相對分子質(zhì)量為1.4～31.4萬，由18種氨基酸組成，其中絲氨酸、天門冬氨酸和甘氨酸含量較高，相對質(zhì)量分別達到33.43%、16.71%和13.49%【2】。并且在組成絲膠的肽鏈中含有較多的氨基、羥基和羧基等官能團，因此絲膠中極性側(cè)鏈氨基酸占74.61%，從而絲膠表現(xiàn)出良好的水溶性和吸水性[2]。近些年，隨著人們對絲膠的深入研究發(fā)現(xiàn)，絲膠是一種功能和效能

2、兼優(yōu)于絲素的天然動物性蛋白質(zhì)，其具有以下功效[3]：(1）生物適應(yīng)性、保濕性—絲膠的氨基酸組成和人體皮膚的保濕成分非常相似；(2）抗菌、消臭效果—絲膠分子量高；(3）保持肌膚，具有外部刺激的隔斷效果—紫外線吸收作用；（4）美白效果—抑制黑色素的形成；(5）抗氧化作用—抑制活性氧的形成；(6）降低血液中膽固醇、降低血糖值的作用、改善便秘、改善肝功能的效果。但是在當前的制絲工業(yè)，由于制絲及紡織工藝的需要，蠶絲纖維只使用了絲素，而占生絲重量20%～25%的絲膠卻在精練階段被去除，并隨廢水一起排放。并且當前國內(nèi)外對蠶絲的研究還是主要集中在絲素的應(yīng)用開發(fā)方面，對

3、絲膠的開發(fā)運用研究還相對較少，因此絲膠的回收再利用就相對落后。但基于絲膠的獨特功效和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，使得對氨基酸含量豐富的絲膠進行回收并加以高值利用成為一個必然的發(fā)展趨勢。滌綸織物因其堅牢、挺括、抗皺、免燙、耐磨性好、尺寸穩(wěn)定、保形性好、耐日光性好、易洗快干等優(yōu)良性能，得到了迅速的發(fā)展，被廣泛用于服裝、裝飾、產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域，使其產(chǎn)量在合成纖維中位居首位。但滌綸織物由于PET分子結(jié)構(gòu)緊密，分子內(nèi)部親水性基團含量甚少，使其吸濕性差、染色性能差，并且在服用過程中易產(chǎn)生靜電，這些都嚴重制約了滌綸織物在紡織服裝行業(yè)中的應(yīng)用[4]。為了克服滌綸的缺點，改善其服用性能，

4、近年來已有國內(nèi)外學者利用物理和化學的方法對普通滌綸進行了多種改性處理研究。9鑒于以上原因，利用絲膠對純滌綸織物進行天然改性處理，在改善純滌綸織物服用性能的同時，還將從源頭上削減絲綢業(yè)廢水的污染量，在大力倡導(dǎo)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的時代背景下，將具有非常好的研究價值和發(fā)展前景。本研究將主要圍繞絲膠的提取以及絲膠對滌綸織物的改性研究等方面進行探討。二、相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)2.1絲膠回收技術(shù)現(xiàn)狀分析目前我國對制絲廢水中絲膠蛋白回收的價值尚未得到足夠的關(guān)注，進行工業(yè)化回收絲膠蛋白的工廠很少，但從環(huán)保和經(jīng)濟效益的角度來考慮，對絲膠蛋白進行回收不僅能降低水的污染程度，

5、而且通過對絲膠蛋白的再利用可進一步提高繅絲廠的經(jīng)濟效益。根據(jù)回收絲膠目的和應(yīng)用的不同，可采用以下不同的回收方法[5]。（1）酸析法酸析法是絲膠回收中最常用的方法，它依據(jù)絲膠蛋白的兩性性質(zhì)，通過調(diào)節(jié)溶液PH值來達到提取絲膠的目的。此法的優(yōu)點是工藝流程比較簡單，回收的絲膠相對比較純凈，回收所需成本低，缺點是回收率不高，大約為40%左右，而且對設(shè)備耐酸性要求較高，且絲膠中含有HCl或NaCl等，用作醫(yī)藥原料受到限制，工業(yè)運行中這種回收方法并不經(jīng)濟，可操作性不強。（2）化學混凝法它依據(jù)絲膠蛋白的膠體性質(zhì)，在絲膠蛋白質(zhì)廢水中加入絮凝劑如聚合Alcl3、明礬和Ca

6、Cl2飽和溶液等以破壞蛋白質(zhì)膠體溶液的穩(wěn)定，從而使絲膠蛋白沉淀、分離。這種回收方法的優(yōu)點是沉淀所需時間少，工藝方法簡單，設(shè)備投資少且回收成本低。但由于絲膠純度和回收率的限制，可工業(yè)化的程度一般。（3）有機溶劑沉淀法它利用乙醇或丙酮等有機溶劑來破壞蛋白質(zhì)膠粒的水化層，從而使蛋白質(zhì)從溶液中沉淀下來。經(jīng)這種工藝提純的絲膠粉絕大部分顆粒溶性較好，且純度較高，回收的絲膠應(yīng)用范圍廣，但在絲膠回收中要注意防止絲膠蛋白的變性。由于處理成本較高，所以此法只適用于濃縮后的絲膠溶液的進一步提純。（4）離心法含絲膠蛋白的廢水屬膠體溶液，由于廢水中絲膠顆粒和水的質(zhì)量不同，受到的

7、離心力大小也不同，因此經(jīng)高速離心機作用后，將廢水的膠體層與水層分開從而達到分離的目的。9此法適合于已沉淀下來的絲膠與水的分離，未經(jīng)沉淀的絲膠廢水用離心機無法高效地回收絲膠，回收運行費用不高，但回收絲膠的純度和回收率都很低。（5）超濾法絲膠蛋白質(zhì)分子量大，依據(jù)膜表面孔徑篩分機理、膜孔阻的阻滯機理和膜面及膜孔對粒子的一次吸附機理，絲膠蛋白幾乎不能穿過半透膜，從而達到提純絲膠蛋白的目的。此種方法的優(yōu)點是：1）可選擇不同的膜孔徑，對絲膠蛋白質(zhì)進行選擇性地過濾回收；2)回收絲膠的純度較高，且回收率高達90%以上。但超濾法的缺點是設(shè)備成本高，且要定期對膜進行清洗和

8、更換。（6）冰凍法此法依據(jù)蛋白質(zhì)溶液在溫度下降時會凝結(jié)成凍膠狀態(tài)產(chǎn)生凝膠的特點，使廢水中原來分