热处理对桑蚕丝纤维结构与性能的影响周静洁，林红，陈宇岳，李霞（苏州大学材料工程学院，江苏苏州215021）构与性能的影响。研宄结果表明，两种真丝纤维经热处理后均产生失重与泛黄现象，且壳聚糖处理真丝纤维较普通桑蚕丝更明显。热处理后，普通桑蚕丝纤维结晶度提高，壳聚糖处理真丝纤维结晶度下降，同时其纤维表面出现皱缩条纹。经壳聚糖处理的真丝纤维更易老化。

　　基金项目：国家文物局古代纺织品修复规范（文物博函2005178号）料改性研究工作。

　　真丝绸是一种与人体皮肤**亲和性的高档服饰面料，但真丝绸又存在易皱、易泛黄等缺陷，严重影响了其制品的使用市场。在真丝制品的使用过程中，黄变实质上是一种蛋白质的老化现象。

　　而热、光等的作用是导致其泛黄的重要原因，所以，探索与研究真丝纤维在热光等作用下结构和性能的变化特征，对于丝绸的使用、维护及丝绸制品的保护具有理论指导意义。

　　本文采用持续高温烘燥的办法对普通桑蚕丝和壳聚糖处理真丝纤维（以下简称CS处理真丝纤维）进行处理，对比研究了热作用对两种真丝材料结构与性能的影响。

　　1实验材料处理；壳聚糖，粘均分子量约4万。

　　1.2仪器BS210S型全自动天平；日产S-520型扫描电子显微镜；日本理学D/MAX-IC型X射线衍射仪；YG020型单纱强力仪；Y391纱线弹性仪；WD-5型全自动白度计。

　　1.3样品制备壳聚糖处理桑蚕丝%的壳聚糖溶液浸泡10min初乳一再浸泡10min再乳一80C预烘10min 140C焙烘3min清洗、脱水、干燥一装袋备用。

　　热处理桑蚕丝将数绞普通桑蚕丝和经壳聚糖处理的桑蚕丝放入150C恒温鼓风烘箱中连续烘燥，每隔10h取出1绞测试。

　　1.4测试方法1.4.1X射线衍射分析1.4.2强伸力测试测试条件：工作长度为250mm，拉伸速度为1.4.3初始模量测试测试条件：工作长度为100mm，牵引负重为断裂强力的10°%，初张力为0.05cN/dtex. 1.4.4白度测试实验方法：将待测丝样紧密顺序缠绕在50mm>0mm的样品台上，待白度计调零后用探测器照射试样，记录读数。

　　2结果与分析2.1真丝纤维的热重损失真丝绸作为一种蛋白质材料，在热作用下其内在品质将会发生改变，尤其在高温条件下，这种改变的速度会加快，为了模拟真丝的热老化过程，本研究采用150C连续烘燥的方法。为两种真丝纤维在150C热处理过程中的重量损失情况。由图可以看出，两种真丝纤维在热处理过程中均产生失重，热处理时间越长，纤维的失重率越大，且壳聚糖处理真丝纤维的失重率明显大于普通桑蚕丝纤维的失重率。丝纤维的失重率主要与真丝纤维大分子的降解有关，同时失重率增大与丝纤维的吸湿性降低也有一定关系。一方面，部分丝素分子链在高温下降解分解为CO2、N2等气体并挥发；另一方面，随着温度的升高，纤维中亲水基团逐渐减少，使纤维的吸湿性降低，因此，随着热处理时间的延长，纤维的失重率逐渐升高。另外，由于壳聚糖的热稳定性低于蚕丝纤维，经壳聚糖处理的真丝纤维受高温烘燥后，蚕丝纤维中的壳聚糖先受热分解，从而对丝纤维造成了一定的剥损作用，因此，壳聚糖处理真丝的失重率大于普通桑蚕丝。

　　2.2真丝纤维的热黄变特性蚕丝纤维在热处理过程中除了失重外，另一*直观的表现就是黄变。而泛黄指数是反映真丝纤维泛黄程度的一个重要指标。泛黄指数越大，说明其黄变程度越大，蚕丝蛋白的老化程度越大。从可以看出，真丝纤维经热处理后泛黄指数增大，且随着热处理时间的延长，呈上升趋势，这与丝纤维中的酪氨酸和色氨酸残基遇高温会发生氧化变性有关。由图还可以看出，CS处理丝纤维热处理后其泛黄现象比普通桑蚕丝纤维更明显，这与壳聚糖本身经高温处理时易分解与黄变有直接关系，说明壳聚糖处理的真丝纤维具有易黄变的特性。

　　时间/h普通桑蚕丝纤维CS处理真丝纤维真丝纤维泛黄指数与热处理时间的关系。3真丝纤维的微观形态从a、b可以看出，普通桑蚕丝纤维的表面光滑；经壳聚糖溶液处理后，丝纤维表面出现少量壳聚糖附着。从c可以看出，普通桑蚕丝纤维经150C高温处理60h后，丝纤维表面出现纵向原纤条纹和沟槽，说明持续高温热处理对真丝纤维原纤之间的超分子结构有很大影响。而真丝纤维中符合超分子结构特征的次价结构主要是氢键和范德华力，这一变化特征也符合超分子动力学中的易流变现象。而壳聚糖处理真丝纤维经高温持续长时间处理后表面出现皱缩条纹和沟槽，纤维表面粗糙化，表面破坏程度较同等处理条件下的普通桑蚕丝剧烈，说明壳聚糖处理后的真丝更易老化。

　　2.4真丝纤维的X射线衍射分析为普通桑蚕丝纤维经不同时间热处理后的X射线衍射图。由图可以看出，衍射曲线的衍射特征峰均为丝素型结晶特征峰，说明热处理后真丝纤维的主体结构并没有发生本质改变。但随着热处理时间的延长，真丝纤维的衍射强度逐渐加强，表明普通蚕丝纤维热处理后结晶度提高，且处理时间越长，结晶度越高。

　　为壳聚糖处理真丝纤维经不同时间热处理杨明瑛，朱良均，闵思佳。丝绸服饰的舒适性保健性。中国蚕业，2000（3）：34.苏州丝绸工学院。制丝化学（上册北京：化学工业出2.5.2初始模量后的X射线衍射图。由图可以看出，处理后丝纤维的X射线衍射曲线形状与处理前非常相似，但丝纤维的衍射强度随着热处理时间的延长逐渐降低，表明壳聚糖处理真丝纤维经热处理后结晶度降低，处理时间越长，结晶度越低，这与普通桑蚕丝纤维经热处理后结晶度成上升趋势的结果恰好相反。说明了壳聚糖处理真丝纤维受高温处理后结晶区的结构更易被破坏，从而更易发生热老化现象。

　　2.5真丝纤维的力学性能2.5.1强伸力纤维的强度可以有效地表征材料的老化程度，强度下降表明发生了老化现象。从、7可以看出，普通桑蚕丝纤维经热处理后断裂强度和断裂伸长率都呈下降的趋势，且热处理过程中壳聚糖处理真丝纤维的强伸力下降幅度明显高于普通桑蚕丝纤维，说明热处理对壳聚糖处理真丝纤维作用更剧烈。这是由于壳聚糖在高温时较真丝纤维更易降解，从而使真丝纤维强伸力明显下降。

　　8嫌6其数值相当于拉伸曲线起始一段直线部分切线的斜率，初始模量的大小表示纤维在小负荷作用下变形的难易程度，主要是反映了纤维的刚性。初始模量大，表明纤维不易形变，即刚性较好；初始模量小，则表示纤维柔软性能好。从可以看出，普通桑蚕丝纤维经热处理后初始模量变化不大，说明高温处理对丝纤维的柔韧性并没有明显影响。而壳聚糖处理真丝纤维经热处理后其初始模量是逐渐上升的，说明壳聚糖的加入使丝纤维的刚性变大，柔软性下降，与前文SEM分析得出的纤维表面变粗糙结果相一致。

　　普通桑蚕丝纤维和壳聚糖处理真丝纤维经热处理后产生失重和颜色变黄现象，断裂强度和伸长率都下降。

　　壳聚糖处理真丝纤维经热处理后，热老化程度较普通桑蚕丝纤维明显，纤维表面出现皱缩条纹。

　　热处理后，普通桑蚕丝纤维结晶度提高，壳聚糖处理真丝纤维结晶度下降，模量变大。

　　经壳聚糖处理的真丝纤维更易老化。