聚乙烯醇膠原蛋白復合纖維值得研究

　　高性能聚乙烯醇及膠原蛋白復合纖維的研究要從聚乙烯醇與膠原蛋白的分子結構說起。聚乙烯醇滿足制備高性能纖維的條件：一是分子鏈處于伸直鏈構象，單位面積排列分子數多;二是可以合成超高分子量聚乙烯醇(PVA);三是分子鏈間相互作用力強，結晶度高;四是含烷基和大量羥基，具有乳化作用，易于加入功能性改性劑制得功能化。

　　聚乙烯醇主鏈為C-C鏈結構，分子鏈橫截面積小(0.228nm2)、側基上有大量羥基(38.6%)，鏈中鍵的離解能為25～314KJ/mol，機械破壞能為250KJ/mol，分子間相互作用能為38～42KJ/mol，內聚能密度為159CED，其纖維理論強度和模量分別為210cN/dtex和2003cN/dtex，僅次于PE纖維。PVA分子結構具有高相對分子質量、高規整度、高醇解度等特點，其紡絲技術包括干濕法凝膠紡絲、濕法凍膠紡絲、高倍拉伸、結晶與熱定型等工藝。

　　超高分子質量PVA的合成是個值得研究的問題。利用無乳化劑乳液聚合制備超高分子量PVA，其優點一是避免乳化劑對纖維結晶及力學性能的影響;二是避免乳化劑與單體和引發劑分子之間的相互作用，更易制得高分子量PVA;三是有利于聚合過程中傳熱和傳質;四是由合成的超高分子質量聚醋酸乙烯醇解制得超高分子質量PVA。

　　采用含硼濕法凝膠紡絲紡絲技術獲得的高強PVA纖維，經醛化處理得到高強維綸。該纖維具有優異的耐磨性，面料中含20%高強維綸，其耐平磨次數可提高7.2 倍、強度提高1～2倍，可用于作訓服、礦工工裝、消防水龍帶等。利用硼化物與PVA大分子在堿性溶液中形成交聯網絡結構，減少初生纖維中PVA大分子的纏結，提高后拉伸倍數，得到高強度半成品纖維。

　　再看膠原蛋白的分子結構：膠原蛋白分子鏈含三條肽鏈，它們分別呈左手螺旋構象，組成一個大的三股螺旋體，分子量約30萬。肽鏈間的相互作用力保證了螺旋體的牢固。肽鏈間的相互作用力有極性基團產生離子鍵、氫鍵、范德華力;非極性基團產生疏水鍵、范德華力等。

　　PVA水溶液與膠原蛋白水溶液紡前混合(含改性劑)，通過紡絲原液→靜止脫泡→凝固浴→浴中拉伸(凝固浴中)→初拉伸→卷繞→干熱拉伸→熱定型→復合與縮醛化，就得到了聚乙烯醇/膠原蛋白復合纖維。

　　膠原蛋白與PVA相容性較差，需要采用連接劑(改性劑)對紡絲溶液進行改性，提高相互之間相容性和蛋白在纖維中的保留率。

　　膠原蛋白/聚乙烯醇復合纖維的斷裂強度是4.42cN/dtex，斷裂伸長率是12.30%，Rp是114℃，而膠原蛋白含量為28.35%，保留了膠原蛋白的特性。