Свойства шелка - Строение серицина.

Шелк отличается относительно низкой устойчивостью к фотохимическому окислению (разрушение на свету при действии кислорода воздуха). В этом отношении шелк уступает другим текстильным волокнам. Наибольшая потеря прочности наблюдается при облучении волокна светом с длиной волны 233 – 335 нм. На скорость фотоокисления фиброина могут каталитически влиять различные вещества, находящиеся на шелковом волокне. Некоторые из них ускоряют фотохимическую реакцию, а некоторые в большей или меньшей степени замедляют ее. Так, существенное значение имеет наличие на волокне кислот и щелочей. Опыты показали максимальную устойчивость шелка при рН 10 и минимальную при рН 1 – 2 и 13.

Соли меди, олова, свинца и особенно железа катализируют фотоокисление фиброина. Ряд веществ, обладающих восстановительными свойствами (тиомочевина, роданистый аммоний, танин, соли муравьиной кислоты), задерживают это процесс и могут быть использованы для защиты волокна. Особенно эффективна в этом отношении тиомочевина. Для защиты шелка от пожелтения и деструкции рекомендуется применять абсорберы ультрафиолетовых лучей (2-окси-4-метоксибензофенол).

Действие на фиброин восстановителей мало изучено. Однако известно, что фиброин устойчив к восстановителям, обычно применяемым в текстильной практике, т.е. гидросульфиту, сернистой кислоте и ее солям.

Строение серицина.

Менее фиброина исследована другая белковая часть природной шелковины – серицин. Имеющиеся данные об аминокислотном составе серицина показывают значительные отличия его от фиброина. Аминокислоты, которые служат основными структурными компонентами фиброина – глицин, аланин и тирозин, в состав серицина входят в значительно меньших количествах. Для серицина характерно более высокое содержание оксиаминокислот (в особенности серина дикарбоновых и диаминокислот), наличие небольшого количества цистина, т.е., судя по аминокислотному составу, серицин значительно более гидрофилен, чем фиброин.

Дикарбоновые аминокислоты частично входят в состав серицина в виде своих амидов. Из продуктов гидролиза серицина выделены также углеводы – 0,6% (в пересчете на глюкозу) и аминоуглеводы – 0,5% (в пересчете на глюкозамин).

Практически отсутствуют данные о первичной структуре серицина – свойственной ему аминокислотой последовательности.

В последние годы получены некоторые сведения о вторичной структуре серицина в результате исследований, проведенных в Ташкентском текстильном институте. Эти исследования показывают, что в серецине на волокне определенная доля цепей находится в бета форме, образуя упорядоченные области, и фиксация их достигается за счет сетки межмолекулярных водородных связей, а также за счет связывания соседних цепей небелковыми компонентами, цистинными связями. Электронно-микроскопические исследования поверхности кокона, предварительно освобожденного от жировосковых компонентов, подтверждают, что структура серицина, покрывающего нити, несколько фибриллярна.

Свойства серицина.

Серицин нерастворим в спирте, эфире, ацетоне, бензине, но растворим в воде, водных растворах щелочей и кислот. Растворимость серицина в воде, резко отличающая его от фиброина, обусловлена особенностями химического строения: высоким содержанием полярных, способных гидратироваться групп в боковых цепях, менее упорядоченным расположением цепей с меньшим межмолекулярным взаимодействием между ними.

Растворимость серицина в воде зависит от температуры: если она ниже 90°С, серицин только ограниченно набухает и практически в раствор не переходит; при более высокой температуре набухание становится неограниченным и начинается растворение. При температуре 100°С можно полностью обесклеить волокно, но для этого требуется многочасовое кипячение. Резко увеличивается скорость растворения при температуре выше 105°С; при температуре 110°С волокно в течение 1 ч можно полностью освободить от серицина.