高性能聚乙烯醇及膠原蛋白復(fù)合纖維的研究要從聚乙烯醇與膠原蛋白的分子結(jié)構(gòu)說(shuō)起。聚乙烯醇滿足制備高性能纖維的條件：一是分子鏈處于伸直鏈構(gòu)象，單位面積排列分子數(shù)多;二是可以合成超高分子量聚乙烯醇(pva);三是分子鏈間相互作用力強(qiáng)，結(jié)晶度高;四是含烷基和大量羥基，具有乳化作用，易于加入功能性改性劑制得功能化。

聚乙烯醇主鏈為c-c鏈結(jié)構(gòu)，分子鏈橫截面積小(0.228nm2)、側(cè)基上有大量羥基(38.6%)，鏈中鍵的離解能為25～314kj/mol，機(jī)械破壞能為250kj/mol，分子間相互作用能為38～42kj/mol，內(nèi)聚能密度為159ced，其纖維理論強(qiáng)度和模量分別為210cn/dtex和2003cn/dtex，僅次于pe纖維。pva分子結(jié)構(gòu)具有高相對(duì)分子質(zhì)量、高規(guī)整度、高醇解度等特點(diǎn)，其紡絲技術(shù)包括干濕法凝膠紡絲、濕法凍膠紡絲、高倍拉伸、結(jié)晶與熱定型等工藝。

超高分子質(zhì)量pva的合成是個(gè)值得研究的問題。利用無(wú)乳化劑乳液聚合制備超高分子量pva，其優(yōu)點(diǎn)一是避免乳化劑對(duì)纖維結(jié)晶及力學(xué)性能的影響;二是避免乳化劑與單體和引發(fā)劑分子之間的相互作用，更易制得高分子量pva;三是有利于聚合過程中傳熱和傳質(zhì);四是由合成的超高分子質(zhì)量聚醋酸乙烯醇解制得超高分子質(zhì)量pva。

采用含硼濕法凝膠紡絲紡絲技術(shù)獲得的高強(qiáng)pva纖維，經(jīng)醛化處理得到高強(qiáng)維綸。該纖維具有優(yōu)異的耐磨性，面料中含20%高強(qiáng)維綸，其耐平磨次數(shù)可提高7.2 倍、強(qiáng)度提高1～2倍，可用于作訓(xùn)服、礦工工裝、消防水龍帶等。利用硼化物與pva大分子在堿性溶液中形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減少初生纖維中pva大分子的纏結(jié)，提高后拉伸倍數(shù)，得到高強(qiáng)度半成品纖維。

再看膠原蛋白的分子結(jié)構(gòu)：膠原蛋白分子鏈含三條肽鏈，它們分別呈左手螺旋構(gòu)象，組成一個(gè)大的三股螺旋體，分子量約30萬(wàn)。肽鏈間的相互作用力保證了螺旋體的牢固。肽鏈間的相互作用力有極性基團(tuán)產(chǎn)生離子鍵、氫鍵、范德華力;非極性基團(tuán)產(chǎn)生疏水鍵、范德華力等。

pva水溶液與膠原蛋白水溶液紡前混合(含改性劑)，通過紡絲原液→靜止脫泡→凝固浴→浴中拉伸(凝固浴中)→初拉伸→卷繞→干熱拉伸→熱定型→復(fù)合與縮醛化，就得到了聚乙烯醇/膠原蛋白復(fù)合纖維。

膠原蛋白與pva相容性較差，需要采用連接劑(改性劑)對(duì)紡絲溶液進(jìn)行改性，提高相互之間相容性和蛋白在纖維中的保留率。

膠原蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維的斷裂強(qiáng)度是4.42cn/dtex，斷裂伸長(zhǎng)率是12.30%，rp是114℃，而膠原蛋白含量為28.35%，保留了膠原蛋白的特性。