[01225177]海藻生物多糖纤维成形与色素吸附

海藻多糖纤维是一种纯天然、绿色环保的多功能纤维新材料,纺丝效率低下和纤维性能不足制约了其应用领域的拓展。本成果首先研究了不同维度纳米粒子/海藻酸钠（SA）悬浮液体系的流变行为,探明了纳米粒子含量、拓扑形态、聚合物浓度和表面化学结构等因素的影响规律;建立了时间-浓度叠加与两相模型相结合的理论研究方法,对纺丝原液的黏弹调控机理进行理论分析,结果表明“本体相”的受限弛豫行为对于静水力学区域的增强和损耗起到决定性作用,而“粒子相”的黏弹特性对于悬浮体系的非终端流动区的动态流变行为起到主导作用。通过湿法纺丝制备了纳米粒子/SA复合纤维,建立了结构-黏弹行为-材料性能的关联机制。通过高分子量助纺剂PEO、助溶剂乙醇和表面活性曲拉通的协同调控,制备了纤维形貌良好的高SA含量（最高可达98%）纳米纤维膜。通过适度化学交联提高缠结程度,并采用液氮速冻-冻干相结合的方式连续制备出纤维粗细均匀、内部结构均一的SA静电纺丝纳米纤维。在海藻纤维功能应用方面,申请者发现SA纳米纤维膜展现出优异的溶菌酶吸附性能,最高吸附量高达1235 mg g-1（迄今报道最大值）,并且可以实现蛋白的选择性吸附)。SA纳米纤维膜还表现出极为优异的阳离子色素吸附性,利用阳离子超细颜料可替代传统染料实现对海藻纤维的快速低温着色,既保护了海藻纤维的物理机械性能,同时提高了其抗菌、抗紫外等应用性能,为海藻多糖纳米纤维发展为新一代先进功能纺织材料提供了技术支持。