多肽复杂的化学结构和加工工艺的缺陷导致再生角蛋白的力学性能坚硬易脆,这一缺陷严重影响了角蛋白材料的应用前景。为了解决上述问题,李博老师团队将α-硫辛酸改性角蛋白(KER)与聚酰胺6(PA6)混合,采用湿法纺丝法制备成复合纤维,用流变学理论分析了KER/PA6共混溶液的可纺丝性和纺丝条件。于期刊International Journal of Biological Macromolecules发表论文,题目:Characterization of the Keratin/Polyamide 6 composite fiber's structure and performance prepared by the optimized spinning process based on the rheological analysis”(doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2022.09.229)。

为实现废弃角蛋白纤维资源的高值化循环利用,基于湿法纺丝技术对α-硫辛酸(ALA)改性角蛋白再生纤维的成形规律和结构性能进行了深入研究,制备流程及主要表征如图所示。

示意图:(a) ALA改性角蛋白复合纤维制备流程示意图;(b) 角蛋白纺丝液流变特性;(c) 再生纤维结构和性能表征

借助流变学理论和粒度测试等技术表征了纺丝液中多肽链的折叠程度和聚集状态,证明ALA接枝巯基能够有效影响角蛋白分子的构象转变。同时,在分析纺丝工艺参数对纤维成形效果影响的同时,探究了角蛋白内二硫键结构变化对多肽拓扑结构及纤维机械性能的诱导规律,为开发高性能再生生物质材料奠定理论基础。