ポリビニルアルコールコラーゲン複合繊維は研究に値する

高性能ポリビニルアルコール及びコラーゲン複合繊維の研究はポリビニルアルコールとコラーゲンの分子構造から始まる。ポリビニルアルコールは高性能繊維を製造する条件を満たす：1つは分子鎖が伸長鎖の立体像にあり、単位面積当たりに分子数が多い、第二に、超高分子量ポリビニルアルコール（PVA）を合成することができ、第三に、分子鎖間の相互作用力が強く、結晶性が高い、4はアルキル基と大量の水酸基を含み、乳化作用があり、機能性改質剤を添加して機能化を得やすい。

ポリビニルアルコールの主鎖はC-C鎖構造であり、分子鎖断面積が小さく（0.228 nm 2）、側基に大量の水酸基（38.6%）、鎖中結合の解離エネルギーは25～314 KJ/mol、機械破壊エネルギーは250 KJ/mol、分子間相互作用エネルギーは38～42 KJ/mol、凝集エネルギー密度は159 CEDであり、その繊維理論強度と弾性率はそれぞれ210 cN/dtexと2003 cN/dtexであり、PE繊維に次ぐ。PVA分子構造は高相対分子質量、高規則度、高アルコール分解度などの特徴を有し、その紡糸技術は乾湿法ゲル紡糸、湿式凍結ゴム紡糸、高倍延伸、結晶と熱定型などの技術を含む。

　　超高分子質量PVAの合成は研究に値する問題である。無乳化剤の乳化重合を利用して超高分子量PVAを製造し、その利点の1つは乳化剤が繊維の結晶化及び力学性能に与える影響を回避すること、第二に、乳化剤とモノマーと開始剤分子との相互作用を回避し、高分子量PVAをより容易に製造すること、第三に、重合過程における熱伝達と物質伝達に有利である、四、合成した超高分子質量ポリ酢酸ビニルアルコールから超高分子質量PVAを製造する。

ホウ素含有湿式ゲル紡糸紡糸技術を用いて得られた高強度PVAせんい、アルデヒド化処理により高強度ビニルを得た。この繊維は優れた耐摩耗性を持ち、生地には20%の高強度ビニルが含まれており、その耐平摩耗回数は7.2倍、強度は1〜2倍向上でき、訓練服、鉱山労働者服、消防ホースなどに用いることができる。ホウ化物とPVA高分子を用いてアルカリ性溶液中に架橋ネットワーク構造を形成し、初生繊維中のPVA高分子の絡み合いを減少し、後延伸倍数を高め、高強度半製品繊維を得た。

さらにコラーゲンの分子構造を見る：コラーゲン分子鎖は3本のペプチド鎖を含み、それらはそれぞれ左手螺旋構造を呈し、大きな3本螺旋体を構成し、分子量は約30万である。ペプチド鎖間の相互作用力は螺旋体の堅固さを保証した。ペプチド鎖間の相互作用力極性基によるイオン結合、水素結合、ファンデルワールス力、非極性基は疎水結合、ファンデルワールス力などを発生する。

　　PVA水溶液とコラーゲン水溶液を紡績前に混合（変性剤を含む）し、紡糸原液→静止脱泡→凝固浴→浴中延伸（凝固浴中）→初延伸→巻取り→乾熱延伸→熱定型→複合とアセタール化により、ポリビニルアルコール/コラーゲン複合繊維を得た。

コラーゲンとPVAの相溶性は比較的に悪く、結合剤（改質剤）を用いて紡糸溶液を改質し、相互間の相溶性と蛋白の繊維中の保持率を高める必要がある。

コラーゲン/ポリビニルアルコール複合繊維の破断強度は4.42 cN/dtexであり、破断伸び率は12.30%、Rpは114℃であり、コラーゲン含有量は28.35%であり、コラーゲンの特性を保持している。