紅外加熱輻射時間對生絲性能的影響

張孟麗，馬成龍，戴冬冬，江文斌，呂超目，傅雅琴

(1.浙江理工大學(xué)材料與紡織學(xué)院，杭州 310018；2.湖州大東吳絲綢有限公司，浙江 湖州 313000)

紅外加熱輻射時間對生絲性能的影響

張孟麗1，馬成龍2，戴冬冬1，江文斌1，呂超目1，傅雅琴1

(1.浙江理工大學(xué)材料與紡織學(xué)院，杭州 310018；2.湖州大東吳絲綢有限公司，浙江 湖州 313000)

1 實 驗

1.1 實驗材料與儀器

圖1 大卷繞自動繅絲機結(jié)構(gòu)示意

1.3 樣絲的制備

1.4 生絲性能測試

1.4.1 力學(xué)性能測試

采用XL-2型紗線強伸度儀進(jìn)行生絲斷裂強度和斷裂伸長率測試。測試條件：夾持距離500mm，拉伸速度500mm/min，預(yù)加張力(0.05±0.01)cN/dtex，有效試樣50個。

1.4.2 X射線衍射測試

采用X’TRA型X射線多晶粉末衍射儀進(jìn)行絲纖維結(jié)晶度的測試。測試條件：CuKα靶，管電流40mA，管電壓40kV，掃描范圍5～50°，掃描速度2°/min。并根據(jù)以下公式[7]計算各樣品的結(jié)晶度：

(1)

式中：Ic為樣品的結(jié)晶度，%；Ac為結(jié)晶峰的面積；Aa為非晶峰的面積。

1.4.3 紅外光譜測試

用Y172型纖維切片器將潔凈干燥的生絲樣品切成粉末，以生絲與KBr的質(zhì)量比為1∶100的比例研磨混合均勻，壓成透明薄片，在Nicolet5700型紅外光譜儀上測試。測試條件：分辨率4cm-1，測定范圍4000～400cm-1。

2 結(jié)果與討論

2.1 力學(xué)性能分析

表1 生絲的斷裂強度和斷裂伸長率

2.2 X射線衍射分析

圖2 不同干燥時間生絲的XRD分峰曲線

表2 生絲結(jié)晶度的計算結(jié)果

樣品(處理時間)結(jié)晶峰面積12345非晶峰面積結(jié)晶度/%A(0min)604137016139281023595148．21B(10min)7521893200010881341761948．15C(20min)1241154715071330936685648．90D(30min)9481675211714381030768448．42E(40min)9931618186113481235749848．50

2.3 紅外光譜分析

紅外光譜曲線上酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ及酰胺Ⅴ吸收峰的位置可以分析和判斷蛋白質(zhì)分子的構(gòu)象[11]，因此，對經(jīng)過不同時間紅外處理的生絲紅外光譜圖分析可以了解生絲的蛋白質(zhì)分子是否會受紅外加熱輻射的影響。圖3是未經(jīng)和經(jīng)過不同時間紅外加熱輻射處理生絲的紅外光譜圖。圖3顯示，5組樣品的紅外光譜基本相同，其特征峰位置均出現(xiàn)在632cm-1(酰胺Ⅳ)、1230cm-1(酰胺Ⅲ)、1518cm-1(酰胺Ⅱ)、1654cm-1(酰胺Ⅰ)、3293cm-1(蛋白質(zhì)N-H伸縮振動特征峰)附近，表明5組樣品的表面基團沒有明顯差異。由表3數(shù)據(jù)可知，1230cm-1(酰胺Ⅲ)、1518cm-1(酰胺Ⅱ)、對應(yīng)的是β-折疊結(jié)構(gòu)，1654cm-1(酰胺Ⅰ)對應(yīng)的是α-螺旋結(jié)構(gòu)，632cm-1(酰胺Ⅳ)對應(yīng)的是無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)，這說明其絲素纖維構(gòu)象兼具α-螺旋、β-折疊和無規(guī)卷曲結(jié)構(gòu)，且以β-折疊結(jié)構(gòu)為主。這與X射線衍射分析的結(jié)果是一致的。

圖3 生絲的紅外光譜

表3 不同蛋白質(zhì)分子構(gòu)象的紅外光譜波數(shù)[12-13]

分子構(gòu)象酰胺Ⅰ波數(shù)/cm-1酰胺Ⅱ波數(shù)/cm-1酰胺Ⅲ波數(shù)/cm-1酰胺Ⅴ波數(shù)/cm-1α?螺旋(SilkⅠ)1650～16551525～15401266600β?折疊(SilkⅡ)1620～16401515～15251230～1235700無規(guī)卷曲1655～16601535～15451235650

3 結(jié) 論

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(責(zé)任編輯：張祖堯)

Effects of Infrared Radiation Heating Time on the Property of Raw Silk

(1.College of Materials and Textiles; Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China;2.Huzhou Dadongwu Silk Co.,Ltd., Huzhou 313000, China)

In the process of reeling on grand-reel, raw silk appear grand-reel stop due to reeling thread troubles, but infrared heating radiation are still effect raw silk during grand-reel stop. In order to study the effect of infrared radiation heating time on property of raw silk in the process of grand-reel stop, the raw silk was heated with infrared radiation in different time, test and analysis of mechanical properties, X-ray diffraction and infrared spectrum were carried out. The results show that under the conditions of infrared radiation with different heating tubes position and power in this study, infrared radiation time have no significant impact on the mechanical property of raw silk, crystallinity and surface groups of raw silk during grand-reel stop, the infrared heating can be used to silk reeling.

infrared radiation; grand-reel stop; reeling on grand-reel; structure

2015-01-23

浙江省科技廳公益技術(shù)研究社會發(fā)展項目(2013C33026)；湖州市科技計劃項目(2014GG17)

張孟麗(1991-)，河南鄭州人，碩士研究生，主要從事絲纖維加工技術(shù)及設(shè)備的研究。

江文斌，教授級高工，hzjwb@zstu.edu.cn

TS143.2

A

1009-265X(2015)04-0001-04