ポリビニルアルコールコラーゲン複合繊維は研究に値する

高性能ポリビニルアルコール及びコラーゲン複合繊維の研究はポリビニルアルコールとコラーゲンの分子構(gòu)造から始まる。ポリビニルアルコールは高性能繊維を製造する條件を満たす：1つは分子鎖が伸長(zhǎng)鎖の立體像にあり、単位面積當(dāng)たりに分子數(shù)が多い、第二に、超高分子量ポリビニルアルコール（PVA）を合成することができ、第三に、分子鎖間の相互作用力が強(qiáng)く、結(jié)晶性が高い、4はアルキル基と大量の水酸基を含み、乳化作用があり、機(jī)能性改質(zhì)剤を添加して機(jī)能化を得やすい。

ポリビニルアルコールの主鎖はC-C鎖構(gòu)造であり、分子鎖斷面積が小さく（0.228 nm 2）、側(cè)基に大量の水酸基（38.6%）、鎖中結(jié)合の解離エネルギーは25～314 KJ/mol、機(jī)械破壊エネルギーは250 KJ/mol、分子間相互作用エネルギーは38～42 KJ/mol、凝集エネルギー密度は159 CEDであり、その繊維理論強(qiáng)度と弾性率はそれぞれ210 cN/dtexと2003 cN/dtexであり、PE繊維に次ぐ。PVA分子構(gòu)造は高相対分子質(zhì)量、高規(guī)則度、高アルコール分解度などの特徴を有し、その紡糸技術(shù)は乾濕法ゲル紡糸、濕式凍結(jié)ゴム紡糸、高倍延伸、結(jié)晶と熱定型などの技術(shù)を含む。

　　超高分子質(zhì)量PVAの合成は研究に値する問題である。無乳化剤の乳化重合を利用して超高分子量PVAを製造し、その利點(diǎn)の1つは乳化剤が繊維の結(jié)晶化及び力學(xué)性能に與える影響を回避すること、第二に、乳化剤とモノマーと開始剤分子との相互作用を回避し、高分子量PVAをより容易に製造すること、第三に、重合過程における熱伝達(dá)と物質(zhì)伝達(dá)に有利である、四、合成した超高分子質(zhì)量ポリ酢酸ビニルアルコールから超高分子質(zhì)量PVAを製造する。

ホウ素含有濕式ゲル紡糸紡糸技術(shù)を用いて得られた高強(qiáng)度PVAせんい、アルデヒド化処理により高強(qiáng)度ビニルを得た。この繊維は優(yōu)れた耐摩耗性を持ち、生地には20%の高強(qiáng)度ビニルが含まれており、その耐平摩耗回?cái)?shù)は7.2倍、強(qiáng)度は1?2倍向上でき、訓(xùn)練服、鉱山労働者服、消防ホースなどに用いることができる。ホウ化物とPVA高分子を用いてアルカリ性溶液中に架橋ネットワーク構(gòu)造を形成し、初生繊維中のPVA高分子の絡(luò)み合いを減少し、後延伸倍數(shù)を高め、高強(qiáng)度半製品繊維を得た。

さらにコラーゲンの分子構(gòu)造を見る：コラーゲン分子鎖は3本のペプチド鎖を含み、それらはそれぞれ左手螺旋構(gòu)造を呈し、大きな3本螺旋體を構(gòu)成し、分子量は約30萬である。ペプチド鎖間の相互作用力は螺旋體の堅(jiān)固さを保証した。ペプチド鎖間の相互作用力極性基によるイオン結(jié)合、水素結(jié)合、ファンデルワールス力、非極性基は疎水結(jié)合、ファンデルワールス力などを発生する。

　　PVA水溶液とコラーゲン水溶液を紡績(jī)前に混合（変性剤を含む）し、紡糸原液→靜止脫泡→凝固浴→浴中延伸（凝固浴中）→初延伸→巻取り→乾熱延伸→熱定型→複合とアセタール化により、ポリビニルアルコール/コラーゲン複合繊維を得た。

コラーゲンとPVAの相溶性は比較的に悪く、結(jié)合剤（改質(zhì)剤）を用いて紡糸溶液を改質(zhì)し、相互間の相溶性と蛋白の繊維中の保持率を高める必要がある。

コラーゲン/ポリビニルアルコール複合繊維の破斷強(qiáng)度は4.42 cN/dtexであり、破斷伸び率は12.30%、Rpは114℃であり、コラーゲン含有量は28.35%であり、コラーゲンの特性を保持している。