蚕茧的结构

• 家蚕茧和野蚕茧的层间粘合弱于层内粘合，在风干过程中层间丝胶更容易失效形成多层结构

• 蚕茧具有明显的多层结构，各层有序相连，形态结构和力学性能差异显著

• 蚕茧外层的丝胶和草酸钙含量高于内层，丝胶具有良好的抗紫外线和抗微生物能力。

• 茧层结构的差异以及丝胶和草酸钙的合理分布，使蚕茧具有单向的导气作用，具有明显的温湿减湿作用，保证了蚕茧内幼虫的正常代谢活动。

• 通过控制蚕茧空间的大小或蚕茧的数量和吐丝时间，可以获得厚度、每平方米重量、孔隙率和蚕茧层数可控的蚕茧材料，作为直接使用的复合材料。

• 与NC相比，较大的结茧空间为SFC和MFC提供了相对疏松的结构，导致纤维聚集体的密度不同；但纤维的横向分布规律基本相同，呈Y或+型格局，真丝纤维之间形成的气孔均匀。

• 蚕茧重量(无蛹)与幼虫数量有关。根据每只家蚕的产量，确定NC、SFC和MFC样品的平均重量分别为0.37g/只、0.38g/只和0.33g/只，说明本试验的结茧形式不影响单蚕的吐丝质量，但同时过多的桑蚕结茧对质量有一定的影响

• NC、SFC和MFC的蚕茧层在形态结构、丝胶和氨基酸含量、纤维细度、强度和伸长率、结晶度等方面表现出相似的规律，表明在扁平茧的构建过程中，家蚕也遵循一定的自然规律，这是一个程序过程，而不是一个随意的吐丝结茧过程。

• 应用这一规律，合理控制吐丝量、吐丝开始时间和喷丝板尺寸，可以得到不同大小、厚度和孔隙率的扁平蚕茧，从而获得结构新颖、密度可控、力学性能优良、功能完善的新型复合聚合物材料，在不破坏蚕茧结构的情况下，直接用作生物质原料，如面膜基材、防护面膜和绝缘防护材料。

• 因此，单位面积吐丝板上的蚕丝量对扁茧结构和性能的影响还有待进一步研究。扁茧的厚度、每平方米重量和孔隙率同时与结茧工具的大小和蚕茧的结茧量有关。从图2(D)可以看出，NC、SFC和MFC的厚度分别为0.3 mm、0.2 mm和2.6 mm，每平方米重量分别为135.5 g/m2、75.6g/m2和202.7 g/m2，孔隙率分别为65.5%、71.3%和72.2%。较高的孔隙率也表明蚕茧结构相对蓬松，具有较好的热阻和抗冲击性能。MFC的蚕茧工具单位面积上的蚕数(600只/m2)是SFC(200只/m2)的三倍。因此，厚度、单位面积重量和孔隙率都有相应的变化，可以用来控制扁茧的大小和结构，产生符合要求的材料。

• 从图2(A)可以看出，NC、SFC和MFC的平均丝胶含量彼此接近，并且从外层到内层丝胶含量逐渐减少，这与丝胶良好的抗紫外线性能有关[5]。MFC的桑蚕吐丝时间存在一定的差异，部分纤维在层间存在交叉分布，导致各层纤维的丝胶含量略低于NC和SFC。由于蚕丝在SFC和MFC施工过程中的空间比NC大，纺丝的摆幅比NC大，增加了等量丝胶混合物的牵伸距离，因此SFC和MFC的纤维细度大于NC。NC、SFC和MFC的中间纤维厚于内纤维，内纤维厚于外纤维。外、中、内层的平均径向直径(μm)分别为(13.13±0.14)、(13.55±0.24)、(12.41±0.32)、(12.35±0.11)、(12.75±0.26)、(11.71±0.30)、(12.59±0.25)、(13.18±0.30)、(12.15±0.29)。

From* Comparative Analysis of Structure and Properties of Stereoscopic Cocoon and Flat Cocoon*

平面丝更细

平面丝较薄，这是因为直到排尿完成，家蚕才被放在圆盘上。这时，家蚕已经吐出了部分甚至全部的外层蚕茧丝。