蜘蛛丝的力学性能和化学性能

蜘蛛丝的皮芯层结构使纤维在外力作用下，由外层向内层逐渐断裂。结构致密的皮层在赋予纤维一定刚度的同时在拉伸起始阶段承担较多的外力，一旦内层的原纤及原纤内的分子链因外力作用而沿纤维轴线方向形成新的排列结构后，纤维内层即能承担很大的负荷，并逐渐断裂，因此蜘蛛丝最终表现出很大的拉伸强度和伸长能力，外力破坏单位体积纤维所要做的功很大。
; e1 k( v2 _0 |. n4 e# I; w根据测定，蜘蛛牵引丝的强度和弹性是令人难以置信的。从下表可看出蜘蛛牵引丝的强度与钢相近，虽低于对位芳纶纤维，但明显高于蚕丝、橡胶及一般合成纤维，伸长率则与蚕丝及合成纤维相似，远高于钢及对位芳纶，尤其是其断裂功最大，是对位芳纶的三倍之多，因而其韧性很好，再加上其初始模量大，密度最小，所以是一种非常优异的材料。蜘蛛丝的力学性质受温度、回潮率等的影响。干丝较脆，当拉伸超过其长度的３０％时就断裂，而湿丝则有很好的弹性，拉伸至其长度的３００％时才发生断裂。蜘蛛丝在常温下处于润湿状态时，具有超收缩能力（可收缩至原长的５５％），且伸长率较干丝大（但仍有很高的弹性恢复率，当延伸至断裂伸长率的７０％时，弹性恢复率仍可高达８０％ ～９０％）。
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　牵伸后蜘蛛牵引丝和其他纤维的力学性能比较
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料	断裂伸长率（％）	初始模量（ＧＰａ）	比模量（ｃＮ／ｄｔｅｘ）	强度（ＭＰａ）	比强度（ｃＮ／ｄｔｅｘ）	断裂功（Ｊ／ｇ）
蜘蛛牵引丝	１０～３３	１～３０	１０～２２０	１０００	７．０	１００
蚕丝	１５～３５	５	３８	６００	４．６	７０
锦纶	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
钢	８．０	２００	２５０	２０００	２．５	２
对位芳纶	４．０	１００	６９０	４０００	２８	３０
橡胶丝	６００	０．００１	０．００５	１	５．９	８０
氨纶	５００	０．００２	０．０２	８	０．０７
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% q6 I  }! f" R2.蜘蛛丝的化学性能
6 C2 Z. y! j  w5 S, v蜘蛛丝是一种蛋白质纤维，具有独特的溶解性，不溶于水、稀酸和稀碱，但溶于溴化锂、甲酸、浓硫酸等，同时对蛋白水解酶具有抵抗性，不能被其分解，遇高温加热时，可以溶于乙醇。蜘蛛丝的主要成分与蚕丝丝素的氨基酸组成相似，有生物相容性，所以它可以生物降解和回收，同时不会对环境造成污染。蜘蛛丝所显示的橙黄色遇碱则加深，遇酸则褪色，它的微量化学性质与蚕丝相似。此外，不同种类蜘蛛丝的氨基酸组成有很大差异，在蜘蛛的不同丝腺中丝液的氨基酸组成也有较大的差异，蜘蛛的腺液离开身体后，在空气中挥发形成固体，成为一种蛋白质丝，这种蛋白丝不溶于水。