[发明专利]增强蛋白质纤维力学性能的方法及改性蛋白质纤维

说明书

本申请实施例提供一种增强蛋白质纤维力学性能的方法及改性蛋白质纤维。本申请实施例第一方面中的增强蛋白质纤维力学性能的方法，包括：在第一惰性气体环境下，对蛋白质纤维加热处理，使蛋白质纤维处于第一温度T，第一温度T为80℃～280℃；对处于第一温度T的蛋白质纤维按照预设拉伸比沿自身轴向拉伸处理，以提高蛋白质纤维中蛋白质结构沿轴向的取向度，并得到第一伸长纤维，拉伸比的取值范围为1％～35％；在第二惰性气体环境下，保持第一伸长纤维长度不变且将其从第一温度T冷却至室温，获得结晶度以及取向度均高于蛋白质纤维的改性蛋白质纤维。在保证蛋白质纤维中的蛋白质组分以及结构完整性下，获得了力学性能较原蛋白质纤维优异的改性蛋白质纤维。

技术领域

本发明涉及蛋白质纤维力学性能改性技术领域，具体涉及一种增强蛋白质纤维力学性能的方法及改性蛋白质纤维。

背景技术

蛋白质纤维例如自然界中天然形成的蛋白质纤维或者是人造的蛋白质纤维在生物相容性、生物可降解性、可植入性等方面具有应有优势，需要增强蛋白质纤维的力学性能以满足蛋白质纤维在特种材料和医疗设备等领域的使用需求。

一般的方法使蛋白质纤维的力学性能增强效果有限，且会出现影响蛋白质纤维中的蛋白质组分以及结构完整性等问题。

发明内容

本申请实施例提供一种增强蛋白质纤维力学性能的方法，包括：

在第一惰性气体环境下，对蛋白质纤维加热处理，使蛋白质纤维处于第一温度T，第一温度T为80℃～280℃；

对处于第一温度T的蛋白质纤维按照预设拉伸比沿自身轴向拉伸处理，以提高蛋白质纤维中蛋白质结构沿轴向的取向度，并得到第一伸长纤维，拉伸比的取值范围为1％～35％；

在第二惰性气体环境下，保持第一伸长纤维长度不变且将其从第一温度T冷却至室温，获得结晶度以及取向度均高于蛋白质纤维的改性蛋白质纤维。

本申请实施例第一方面提供的增强蛋白质纤维力学性能的方法，在保证蛋白质纤维中的蛋白质组分以及结构完整性下，获得了力学性能较原蛋白质纤维优异的改性蛋白质纤维，改性蛋白质纤维在强度、模量以及韧性中的至少一个方面均优蛋白质纤维。

在本申请实施例第一方面的一种可能的实施方式中，还包括：

将蛋白质纤维沿第一方向舒展处理，以使各蛋白质纤维长轴沿第一方向延伸布置。

在本申请实施例第一方面的一种可能的实施方式中，在第一惰性气体环境下，对蛋白质纤维加热处理，使蛋白质纤维处于第一温度T的步骤，还包括，

在第一预设时长t₁内，使蛋白质纤维处于第一温度T，第一预设时长t₁的取值范围为0分钟t₁≤30分钟；优选的，第一预设时长t₁的取值范围为2分钟≤t₁≤10分钟。

在本申请实施例第一方面的一种可能的实施方式中，在第一惰性气体环境下，对蛋白质纤维加热处理，使蛋白质纤维处于第一温度T的步骤中，

第一温度T为160℃～200℃；

优选的，第一惰性气体环境中包括氩气、氮气、氦气以及氖气中的至少一者。

在本申请实施例第一方面的一种可能的实施方式中，在第一惰性气体环境下，对蛋白质纤维加热处理，使蛋白质纤维处于第一温度T的步骤中，

蛋白质纤维选自动物蛋白质纤维、植物蛋白质纤维以及人造蛋白质纤维中的至少一者；

优选的，动物蛋白质纤维包括蚕丝纤维及蜘蛛丝纤维。

在本申请实施例第一方面的一种可能的实施方式中，对处于第一温度T的蛋白质纤维按照预设拉伸比沿自身轴向拉伸处理的步骤，还包括：