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2結(jié)果與討論
2．1棉纖維經(jīng)膠原蛋白處理后的重量分析

圖l與圖2分別為普通棉纖維和氧化棉纖維(1．5g／L高碘酸鈉氧化)經(jīng)不同濃度膠原蛋白溶液處理后的重量變化情況。由圖可以看出，普通棉纖維在膠原蛋白溶液處理過程中產(chǎn)生失重，說明膠原蛋白溶液處理對棉纖維有剝損作用，而氧化棉纖維經(jīng)膠原蛋白溶液處理后產(chǎn)生增重，且其增重率隨著膠原蛋白溶液濃度的提高而增加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明普通棉纖維與氧化棉纖維經(jīng)膠原蛋白溶液處理時(shí)具有明顯不同的重量變化規(guī)律。圖3是不同氧化程度棉纖維經(jīng)5g／L膠原蛋白溶液處理后的增重情況。隨著氧化劑高碘酸鈉濃度的提高，即氧化程度的加深，氧化棉纖維經(jīng)膠原蛋白溶液處理后的增重率呈波浪線規(guī)律。低濃度氧化時(shí)，高碘酸鈉先在棉纖維的無定形區(qū)滲透、擴(kuò)散和反應(yīng)，且醛基含量隨著氧化程度的加深而增加。而氧化棉纖維上共價(jià)結(jié)合的膠原蛋白量與纖維中醛基含量成蓋正比，故高碘酸鈉濃度為1．5g／L時(shí)增重率出現(xiàn)一較高值；隨著氧化程度的加深，反應(yīng)進(jìn)入纖維的結(jié)晶區(qū)，并伴隨著過度氧化反應(yīng)(即葡萄糖末端的剝皮反應(yīng))，使得棉纖維中的弱結(jié)構(gòu)增多，而棉纖維是短纖，膠原蛋白溶液處理時(shí)的潤脹作用易使毛羽脫落，從而增重率相對降低；當(dāng)高碘酸鈉濃度大于l2．84g／L時(shí)，氧化程度加劇，生成的醛基大大增多，同時(shí)羥醛縮合反應(yīng)也加強(qiáng)并使紗線收縮、產(chǎn)生彈性，毛羽剝落程度明顯減輕，因而增重率又逐漸提高
2．2纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)

圖4為棉纖維經(jīng)膠原蛋白溶液處理前后的縱向形態(tài)。圖4中(a)和(b)顯示普通棉纖維表面較光滑，而經(jīng)膠原蛋白溶液處理后表面出現(xiàn)明顯的剝損條痕，并伴有塊狀的附著物。經(jīng)低濃度(1．5g／LNalO)高碘酸鈉氧化后的棉纖維表面出現(xiàn)沿纖維軸向的S形或Z形條紋，這可能與棉纖維天然轉(zhuǎn)曲的特性有關(guān)。當(dāng)氧化劑濃度較高(10．7g／LNalO)時(shí)，縱向條紋加深且變得不規(guī)則。這是由于起選擇性氧化作用的10先向纖維的無定形區(qū)滲透、擴(kuò)散及反應(yīng)，隨著氧化程度的加深，氧化反應(yīng)由纖維的無定形區(qū)向晶區(qū)進(jìn)行，所以纖維表面縱向條紋隨著氧化程度的加劇而逐漸加深。同時(shí)，棉纖維素氧化得到的二醛可與纖維素大分子中未被氧化的羥基發(fā)生羥醛縮合，宏觀表現(xiàn)為紗線縱向收縮，且收縮程度隨氧化反應(yīng)的加深逐漸提高。圖4(e)和(f)中，氧化棉纖維經(jīng)膠原蛋白溶液處理后其表面的縱向條紋基本消失，表面變得平整、光滑。這是因?yàn)槟z原蛋白自身具有成纖、成膜的性能，膠原蛋白可進(jìn)入氧化棉纖維的條痕和間隙中，與醛基形成共價(jià)結(jié)合并吸附成膜。
2．3紅外光譜分析

圖5為棉纖維經(jīng)高碘酸鈉不同程度氧化后的紅外光譜曲線從圖5可以看出，棉纖維經(jīng)高碘酸鈉輕度氧化后在l733．9cm-1處出現(xiàn)了醛基弱的肩狀吸收峰；深度氧化后，l735．5cm-1處醛基吸收峰增強(qiáng)且變得尖銳，同時(shí)，l163．8cm-1，和l059．1cm-1處的羥基特征吸收峰逐漸消失。表明棉纖維葡萄糖環(huán)上C2、C3位上的仲羥基被氧化成醛基。另外，深度氧化后883．7cm-1處的半縮醛吸收峰明顯增強(qiáng)，說明隨著氧化程度的加深，氧化生成的醛基與纖維素大分子上普通羥基之間的羥醛縮合也逐漸加強(qiáng)。