DOI: 10.1002/app.50348

在本研究中，通过静电纺丝和柠檬酸（CA）蒸气改性制备了废弃羽毛角蛋白（FK）基纳米纤维，并研究了其性能。以FK、聚乙烯醇和聚环氧乙烷为原料，以CA蒸气为交联剂，对不同交联时间的CA蒸气改性FK基纳米纤维的结构、热学、疏水性和力学性能进行了全面的表征。为了研究H2O蒸气对CA蒸气改性的影响，在相同条件下对FK基纳米纤维进行了H2O蒸气改性。结果表明，经15h的CA蒸气改性，纳米纤维的平均直径从250.83±29.65nm增加到338.79±31.43nm。同样，通过CA蒸气改性FK基纳米纤维的热稳定性和耐水性也得到了显著改善。CA蒸气改性15h后，FK基纳米纤维的抗张强度（σb）和断裂伸长率（εb）分别是未改性纳米纤维的1.5倍和2倍。相比之下，扫描电子显微镜结果表明，H2O蒸气改性FK基纳米纤维无法保持纳米纤维形态，从而导致了大规模的粘附。H2O蒸气改性FK基纳米纤维的热性能没有明显变化。H2O蒸气改性FK基纳米纤维的疏水性和力学性能不如CA蒸气改性纳米纤维的疏水性和力学性能。综上所述，无毒天然CA可以用作交联剂，以增强FK基纳米纤维的综合性能。本研究为FK基纳米纤维的改性和废弃羽毛的处理提供了一种新的方法，既保护了环境，又获得了效益，具有广阔的应用前景。

图1.柠檬酸蒸气改性装置示意图[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图2.不同时间蒸气改性羽毛角蛋白基纳米纤维的扫描电子显微镜图像和直径分布。（a-f）：0、3、6、9、12、15h。（1）H2O蒸气改性（2）柠檬酸蒸气改性[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图3.不同时间蒸气改性得到的羽毛角蛋白基纳米纤维的FTIR光谱（a）H2O蒸气改性（b）柠檬酸蒸气改性[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图4.不同时间柠檬酸蒸气改性羽毛角蛋白基纳米纤维的X射线衍射光谱[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图5.不同时间蒸气改性羽毛角蛋白基纳米纤维的热分析：（a）TG：（1）H2O蒸气改性（2）柠檬酸蒸气改性（b）DTG[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图6.不同时间蒸气改性羽毛角蛋白基纳米纤维的DSC曲线（a）H2O蒸气改性（b）柠檬酸蒸气改性[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图7.不同时间蒸气改性羽毛角蛋白基纳米纤维的水接触角（a）H2O蒸气改性（b）柠檬酸蒸气改性[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]