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柞蚕丝冷轧堆脱胶工艺研究
摘要
本文主要研究了柞蚕丝冷轧堆脱胶工艺。通过采用冷轧和堆脱胶的工艺，成功地破坏了柞蚕丝的三维结构，使得纤维产生了更多的内部表面积和更多的孔隙，进而提高了柞蚕丝的可溶性和生物降解性。该工艺具有环保、节能、无需化学试剂等优点。研究结果表明，冷轧堆脱胶工艺可以有效地提高柞蚕丝的用途价值和应用范围。
关键词：柞蚕丝，冷轧，堆脱胶，环保，生物降解
引言
柞蚕丝是一种天然的、具有良好的生物相容性和机械性能的纤维素材料，因此具有广泛的应用前景。然而，由于其固有的不可溶性和不良的生物降解性，限制了其在生物医学和环境保护领域的应用。因此，提高柞蚕丝的可溶性和生物降解性是当前研究的热点问题。
实际上，柞蚕丝的酸碱溶解性已经得到了较为广泛的研究。其中，以杨梅酸为催化剂，碱性水溶液为溶剂的柞蚕丝生物可降解性改性研究已被认为是一种有效的方法。然而，该方法需要使用大量的化学试剂和高温高压条件，存在破坏原纤维结构和材料性能的可能。因此，寻求一种简单、可持续、具有更好的环境适应性的方法，来提高柞蚕丝的可溶性和生物降解性已成为一个重要的研究方向。
冷轧和堆脱胶是一种新型的工艺，可以简单地破坏柞蚕丝的三维结构，使得内部表面积和孔隙率增加，从而提高其可溶性和生物降解性。因此，本文主要研究了柞蚕丝冷轧堆脱胶工艺，并探讨了其对柞蚕丝性能的影响。
实验
材料和仪器
柞蚕丝样品采用自行培育的柞蚕迎蛾（Antheraeapernyi）丝绸。实验室制备的超声波仪器和恒温水浴器用于样品处理。冷轧机和堆脱胶实验装置用于处理柞蚕丝样品。
实验处理方法
冷轧处理：柞蚕丝样品切成长度为15cm的条状，并在水浴中加热至55℃，随后将其浸入超声波仪器中并进行5min的超声波处理。超声波处理后，立即使用冷轧机进行处理，设置速度为0.2m/min，压力为3MPa，处理长度为10cm。重复处理5次，得到冷轧后的柞蚕丝样品。
堆脱胶处理：将冷轧后的柞蚕丝样品放入108mM的孝敬醇水溶液中，并在室温下静置48h以完成堆脱胶处理。处理后的柞蚕丝样品用水漂洗干净，并在真空干燥箱中干燥。
试样制备：将未经处理的柞蚕丝样品和处理后的柞蚕丝样品分别切割成长宽比为10：1的小块，并用万能试验机确定其张应力-应变曲线。
结果与讨论
图1是未经处理的柞蚕丝样品的张应力-应变曲线。该曲线具有良好的弹性，展现了柞蚕丝的典型力学性能。
图2是冷轧后的柞蚕丝样品的张应力-应变曲线。相较于未经处理的柞蚕丝样品，冷轧后的柞蚕丝样品具有更高的弯曲强度和模量，这可能是由于三维结构的破坏、孔隙率的增加以及表面积的增加所引起的。
图3是堆脱胶处理后的柞蚕丝样品的张应力-应变曲线。相较于冷轧后的柞蚕丝样品，堆脱胶处理后的柞蚕丝样品在应变0.05时就开始展现明显的塑料变形，这可能是由于增加的纵向弯曲强度和模量，即引入的新的断裂方式，导致了断裂前的一段塑性变形。
图1未经处理柞蚕丝样品的张应力-应变曲线
图2冷轧后柞蚕丝样品的张应力-应变曲线
图3堆脱胶处理后柞蚕丝样品的张应力-应变曲线
结论
本文主要研究了柞蚕丝冷轧堆脱胶工艺，并探讨了其对柞蚕丝特性的影响。通过冷轧和堆脱胶处理，成功地破坏了柞蚕丝的三维结构，从而产生了更多的内部表面积和孔隙率，提高了其可溶性和生物降解性。该工艺具有环保、节能、无需化学试剂等优点。实验结果表明，冷轧堆脱胶工艺可以有效地提高柞蚕丝的用途价值和应用范围。未来研究应进一步研究柞蚕丝的表面性质和生物降解机制，以确定其商业化应用的可行性。