聚乙烯醇胶原蛋白复合纤维值得研究

　　高性能聚乙烯醇及胶原蛋白复合纤维的研究要从聚乙烯醇与胶原蛋白的分子结构说起。聚乙烯醇满足制备高性能纤维的条件：一是分子链处于伸直链构象，单位面积排列分子数多;二是可以合成超高分子量聚乙烯醇(pva);三是分子链间相互作用力强，结晶度高;四是含烷基和大量羟基，具有乳化作用，易于加入功能性改性剂制得功能化。

　　聚乙烯醇主链为c-c链结构，分子链横截面积小(0.228nm2)、侧基上有大量羟基(38.6%)，链中键的离解能为25～314kj/mol，机械破坏能为250kj/mol，分子间相互作用能为38～42kj/mol，内聚能密度为159ced，其纤维理论强度和模量分别为210cn/dtex和2003cn/dtex，仅次于pe纤维。pva分子结构具有高相对分子质量、高规整度、高醇解度等特点，其纺丝技术包括干湿法凝胶纺丝、湿法冻胶纺丝、高倍拉伸、结晶与热定型等工艺。

　　超高分子质量pva的合成是个值得研究的问题。利用无乳化剂乳液聚合制备超高分子量pva，其优点一是避免乳化剂对纤维结晶及力学性能的影响;二是避免乳化剂与单体和引发剂分子之间的相互作用，更易制得高分子量pva;三是有利于聚合过程中传热和传质;四是由合成的超高分子质量聚醋酸乙烯醇解制得超高分子质量pva。

　　采用含硼湿法凝胶纺丝纺丝技术获得的高强pva纤维，经醛化处理得到高强维纶。该纤维具有优异的耐磨性，面料中含20%高强维纶，其耐平磨次数可提高7.2 倍、强度提高1～2倍，可用于作训服、矿工工装、消防水龙带等。利用硼化物与pva大分子在碱性溶液中形成交联网络结构，减少初生纤维中pva大分子的缠结，提高后拉伸倍数，得到高强度半成品纤维。

　　再看胶原蛋白的分子结构：胶原蛋白分子链含三条肽链，它们分别呈左手螺旋构象，组成一个大的三股螺旋体，分子量约30万。肽链间的相互作用力保证了螺旋体的牢固。肽链间的相互作用力有极性基团产生离子键、氢键、范德华力;非极性基团产生疏水键、范德华力等。

　　pva水溶液与胶原蛋白水溶液纺前混合(含改性剂)，通过纺丝原液→静止脱泡→凝固浴→浴中拉伸(凝固浴中)→初拉伸→卷绕→干热拉伸→热定型→复合与缩醛化，就得到了聚乙烯醇/胶原蛋白复合纤维。

　　胶原蛋白与pva相容性较差，需要采用连接剂(改性剂)对纺丝溶液进行改性，提高相互之间相容性和蛋白在纤维中的保留率。

　　胶原蛋白/聚乙烯醇复合纤维的断裂强度是4.42cn/dtex，断裂伸长率是12.30%，rp是114℃，而胶原蛋白含量为28.35%，保留了胶原蛋白的特性。