2.3.2 溶液粘度
旋转法,NDJ-79型旋转粘度计,剪切速率175s-1;
落球法,自制落球粘度计,粘度管直径φ30mm,钢球直径φ3mm,下落高度200mm。
2.3.3 溶液稳定性和助剂对溶液稳定性的影响
落球法测定70℃条件下,溶液粘度随时间的变化。
2.3.4 溶液可纺性
血球计数板法和JTT型投影仪测定溶液的胶粒数;以自制干法纺丝装置进行实际纺丝实验。
3 结果与讨论
3.1 溶液的粘流性
由图1~2可知,本实验所配制的纺丝溶液,其粘度随浓度的增加而增加,随温度和表面活性剂加入量的增加而降低。这是因为随着溶液浓度的增加,蛋白质大分子间的作用力和瞬间网络结构增加,使得溶液粘度增加。当温度上升或表面活性剂用量增加时,大分子链段的活动能力变大,分子间力减弱,瞬间网络结构被破坏而导致粘度下降。而且随着溶液浓度的提高,其粘流活化能增大,粘度受温度的影响也就越显著。表明该溶液符合一般高聚物溶液的基本特性和Arrhenius方程式η=A·expEη/RT所表征的规律。式中A为由聚合物种类、分子量、链刚性决定的常数,Eη为粘流活化能,T为绝对温度,R为气体常数[7]。
3.2 溶液的稳定性
纺丝溶液在纺丝前必须保温、脱泡、存放,以保证连续纺丝,但蛋白质大分子在70℃下长时间存放时,在聚合物时温等效原理的作用下,会发生肽键的断裂而生成多种低分子衍生物而导致溶液粘度急剧下降,使溶液的稳定性变坏。为了保证溶液的稳定性,满足纺丝工艺的需要,本文考察了加入交联剂增强大分子网络和分子间力来适当提高溶液的粘度和粘流活化能的可能。由实验结果(图3~4)可以看出,通过选取恰当的交联剂并控制好交联剂的用量,可以有效地避免大分子发生水解,提高溶液的粘流活化能而使溶液保持较好的热稳定性并延长溶液的存放时间[7,8]。
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