為了比較2種蠶絲的失重性能，對(duì)圖1中的DTG曲線分別作分峰處理，得到圖3。未接枝與接枝蠶絲的DTG曲線分峰擬合的系數(shù) 值分別為0．987 2：~10．997 1，由此可以看出，上述DTG曲線的分峰處理是有效的。為了進(jìn)一步獲得2種蠶絲DTG曲線失重峰的相關(guān)參數(shù)，分別對(duì)圖3中的分峰曲線進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表1所示。
從圖3與表1可看出，未增重蠶絲有4個(gè)主要失重峰，而增重蠶絲存在5個(gè)失重峰。第1個(gè)失重峰均因蠶絲吸附水份揮發(fā)所致，其余的失重峰由不同階段的熱分解所致，未增重蠶絲的熱解過(guò)程經(jīng)歷了3個(gè)階段，而增重蠶絲的熱解包含了4個(gè)階段，這些階段未能完全分開(kāi)而是相互疊加進(jìn)行。由TG曲線可知，增重蠶絲吸附的水份比未增重蠶絲多，失重峰的面積也相應(yīng)較大，含水率分別約為11．25％ 與6．76％ 。說(shuō)明蠶絲經(jīng)過(guò)接枝增重處理后，其吸濕性有所提高。這可能是接枝單體中極性基團(tuán)酰胺基增加或者接枝單體的引入引起無(wú)定形區(qū)絲素的可及度增大所致。
313℃和510℃ 附近的失重峰，即表1中的第3和第5失重峰，為2種蠶絲共同存在的失重峰。前者可能是絲素肽鏈的側(cè)鏈分解、氧化所致，后者可能是炭燃燒成為氣體失重所致。
比較可以發(fā)現(xiàn)，增重蠶絲于270．08 cI=新增1個(gè)失重峰，進(jìn)一步觀察DTA曲線，發(fā)現(xiàn)與此失重峰相對(duì)應(yīng)的DTA曲線存在1個(gè)吸熱峰，這可能是由接枝單體聚合物吸熱分解失去小分子所致。未接枝蠶絲發(fā)生在373．95℃ 處的失重峰，經(jīng)接枝處理后，其峰位置向低溫移動(dòng)至351．49℃ ，峰形變窄，失重溫度范圍變小，而峰的面積相差較小。這可能是由絲素與聚合物主鏈分解所致。說(shuō)明接枝聚合物與絲素肽鏈具有較好的相容性，主鏈分解相融為一個(gè)失重峰,經(jīng)過(guò)接枝增重后，鏈的空間排列有所變化，結(jié)晶度有所減低，使鏈分解變得容易，失重階段變得較為集中。從DTA曲線可知，增重蠶絲熱解過(guò)程放出的熱量較大，這可能是增重蠶絲的碳含量較高之故。
上述現(xiàn)象說(shuō)明，蠶絲接枝增重過(guò)程中，并未改變絲素分子原來(lái)的主鏈結(jié)構(gòu)，除了新增1個(gè)因接枝聚合物分解所引起的失重峰和鏈微結(jié)構(gòu)變化引起1個(gè)失重峰發(fā)生位移外，其余基本保留原絲素的熱分解性能。
2．2 紅外光譜分析
對(duì)增重蠶絲與未增重蠶絲進(jìn)行紅外光譜分析，結(jié)果見(jiàn)圖4。
對(duì)比增重與未增重蠶絲的紅外光譜吸收曲線可以發(fā)現(xiàn)，增重蠶絲與未增重蠶絲均存在蠶絲蛋白分子的特征峰，分別為3 300 cm 處N—H伸縮振動(dòng)吸收峰，1 650 cm 處酰胺I帶，1 530 cm 處酰胺Ⅱ帶和1 240 cm 處酰胺Ⅲ帶等。仔細(xì)觀察，它們之間存在5處不同，見(jiàn)圖4中的1、2、3、4、5標(biāo)注處。
蠶絲經(jīng)過(guò)接枝增重后，3 400 cm 處的吸收峰明顯增強(qiáng)，而8 一 3 070 cm 處的峰變得不明顯。這是由于甲基丙烯酰胺單體的接枝引起伯酰胺基團(tuán)的增加所致。同時(shí)可發(fā)現(xiàn)增重引起了1 386、1 205、927 cm 處吸收峰的增加。其中1 386、1 205 cm處吸收峰的產(chǎn)生與文獻(xiàn)[15]的結(jié)果一致，前者是接枝單體甲基丙烯酰胺分子中的甲基8 彎曲振動(dòng)引起，而后者可能是聚甲基丙烯酰胺分子鏈中的c—c骨架伸縮振動(dòng)所致。
2．3 X射線衍射分析
對(duì)增重蠶絲和未增重蠶絲進(jìn)行x射線衍射分析，結(jié)果見(jiàn)圖5所示。
2種蠶絲均在9。、20。與29。處存在衍射峰，增重處理并未改變蠶絲內(nèi)部的晶型結(jié)構(gòu)，說(shuō)明接枝過(guò)程中甲基丙烯酰胺接枝主要發(fā)生在無(wú)定形區(qū)。經(jīng)過(guò)計(jì)算，增重蠶絲與未增重蠶絲的結(jié)晶度分別為40．42％ 、51．87％ 。增重引起結(jié)晶度下降的主要原因是增重部分的接枝高分子屬于無(wú)序結(jié)構(gòu)，從而增加了無(wú)定形區(qū)所占的比例。
3 結(jié) 論
1)蠶絲經(jīng)過(guò)甲基丙烯酰胺單體接枝增重后，吸濕性有較大的提高，熱分解現(xiàn)象說(shuō)明，接枝增重并未改變蠶絲絲素本身的主鏈結(jié)構(gòu)，接枝聚合物與絲素肽鏈兩相之間具有較好的相容性。
2)x一射線衍射分析表明，接枝增重未改變蠶絲的晶型結(jié)構(gòu)，接枝單體主要在絲素?zé)o定形區(qū)發(fā)生聚合，并引起結(jié)晶度下降。
3)活性染料染色性能研究證明：蠶絲經(jīng)甲基丙烯酰胺增重處理后降低了對(duì)活性染料的吸附，但并未使絲素的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的改變，絲素分子中活性基沒(méi)有減少，具有與原有絲素的同質(zhì)性，活性染料主要與絲素分子鏈上的羥基與氨基發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)染料濃度較低時(shí)，其上染率有所降低，而固色率影響較小，染料用量提高時(shí)，上染率和固色率均有所下降，并隨著染料濃度逐漸增加，下降幅度也逐漸增大。蠶絲經(jīng)過(guò)增重處理后，其提升性會(huì)有所下降，活性染料染色不易染濃色。
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