蜘蛛絲的力學(xué)性能和化學(xué)性能

蜘蛛絲的皮芯層結構使纖維在外力作用下，由外層向內層逐漸斷裂。結構致密的皮層在賦予纖維一定剛度的同時(shí)在拉伸起始階段承擔較多的外力，一旦內層的原纖及原纖內的分子鏈因外力作用而沿纖維軸線(xiàn)方向形成新的排列結構后，纖維內層即能承擔很大的負荷，并逐漸斷裂，因此蜘蛛絲最終表現出很大的拉伸強度和伸長(cháng)能力，外力破壞單位體積纖維所要做的功很大。
根據測定，蜘蛛牽引絲的強度和彈性是令人難以置信的。從下表可看出蜘蛛牽引絲的強度與鋼相近，雖低于對位芳綸纖維，但明顯高于蠶絲、橡膠及一般合成纖維，伸長(cháng)率則與蠶絲及合成纖維相似，遠高于鋼及對位芳綸，尤其是其斷裂功最大，是對位芳綸的三倍之多，因而其韌性很好，再加上其初始模量大，密度最小，所以是一種非常優(yōu)異的材料。蜘蛛絲的力學(xué)性質(zhì)受溫度、回潮率等的影響。干絲較脆，當拉伸超過(guò)其長(cháng)度的３０％時(shí)就斷裂，而濕絲則有很好的彈性，拉伸至其長(cháng)度的３００％時(shí)才發(fā)生斷裂。蜘蛛絲在常溫下處于潤濕狀態(tài)時(shí)，具有超收縮能力（可收縮至原長(cháng)的５５％），且伸長(cháng)率較干絲大（但仍有很高的彈性恢復率，當延伸至斷裂伸長(cháng)率的７０％時(shí)，彈性恢復率仍可高達８０％ ～９０％）。
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" P5 S9 ]. I7 ^# P; w7 E1 T' t　牽伸后蜘蛛牽引絲和其他纖維的力學(xué)性能比較

料	斷裂伸長(cháng)率（％）	初始模量（ＧＰａ）	比模量（ｃＮ／ｄｔｅｘ）	強度（ＭＰａ）	比強度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）	斷裂功（Ｊ／ｇ）
蜘蛛牽引絲	１０～３３	１～３０	１０～２２０	１０００	７．０	１００
蠶絲	１５～３５	５	３８	６００	４．６	７０
錦綸	１８～２６	３	２５	５００	４．２	８０
棉	５．６～７．１	６～１１	２０～４０	３００～７００	２．０～４．６	５～１５
鋼	８．０	２００	２５０	２０００	２．５	２
對位芳綸	４．０	１００	６９０	４０００	２８	３０
橡膠絲	６００	０．００１	０．００５	１	５．９	８０
氨綸	５００	０．００２	０．０２	８	０．０７
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2.蜘蛛絲的化學(xué)性能
蜘蛛絲是一種蛋白質(zhì)纖維，具有獨特的溶解性，不溶于水、稀酸和稀堿，但溶于溴化鋰、甲酸、濃硫酸等，同時(shí)對蛋白水解酶具有抵抗性，不能被其分解，遇高溫加熱時(shí)，可以溶于乙醇。蜘蛛絲的主要成分與蠶絲絲素的氨基酸組成相似，有生物相容性，所以它可以生物降解和回收，同時(shí)不會(huì )對環(huán)境造成污染。蜘蛛絲所顯示的橙黃色遇堿則加深，遇酸則褪色，它的微量化學(xué)性質(zhì)與蠶絲相似。此外，不同種類(lèi)蜘蛛絲的氨基酸組成有很大差異，在蜘蛛的不同絲腺中絲液的氨基酸組成也有較大的差異，蜘蛛的腺液離開(kāi)身體后，在空氣中揮發(fā)形成固體，成為一種蛋白質(zhì)絲，這種蛋白絲不溶于水。