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Monatshefte für Chemie / Chemical Monthly

, Volume 102, Issue 5, pp 1163–1181 | Cite as

Röntgenkleinwinkeluntersuchungen von gedehnten Faserkeratinen

  • M. Spei
  • H. Zahn
Anorganische, Struktur- und Physikalische Chemie

Zusammenfassung

Nach der Dehnung von Mohairfasern in 2,2,2-Trifluoräthanol und der Dehnung von einigen lösungsmittelbehandelten und säurebehandelten Mohairfasern in Wasser wurde auf den entsprechenden Röntgenkleinwinkeldiagrammen überraschenderweise eine Aufweitung des prominenten 66-Å-Meridianreflexes (3. Ordnung) gefunden. Die aufschlußreichsten Ergebnisse wurden bei der Dehnung von Mohair in Trifluoräthanol erzielt: Hier wurde der 66-Å-Reflex zwischen 5% und 40% Faserdehnung um den gleichen Prozentsatz aufgeweitet. Die 1. Ordnung wurde auch aufgeweitet, aber eine photometrische Auswertung war nicht möglich. Die Aufweitung der 7. Ordnung begann erst bei 15–20% Dehnung, während die 8. Ordnung fast nicht aufgeweitet wurde. Dieses unterschiedliche Verhalten der Meridianreflexe beim Dehnen deutet darauf hin, daß nicht alle Meridianreflexe als höhere Ordnungen der 198-Å-Periodizität (1. Ordnung) angesehen werden können. Weiterhin spricht die proz. Aufweitung des 66-Å-Reflexes dafür, daß der α−β-Übergang bei Keratinen nach einem “molekularen Mechanismus” abläuft. Nach der Dehnung von Mohairfasern in Wasser wird nahezu keine Aufweitung des 66-Å-Reflexes beobachtet. Bei unbehandeltem Mohair ist die Stabilisierung der nativen Faserproteinstruktur durch Cystinbrücken, Wasserstoffbrücken, Salzbrücken undvan der Waalskräfte so stark ausgeprägt, daß die 66-Å-Segmente während des α−β-Übergangs entweder völlig ungestreckt (α-Form) oder völlig gestreckt (β-Form) vorliegen (Alles-oder-nichts-Gesetz), während nach der Schwächung der stabilisierenden Kräfte ein allmählicher α−β-Übergang der 66-Å-Segmente möglich ist, was zu der beobachteten Reflexaufweitung führt.

Low-angle X-ray investigations of extended keratin fibres

Abstract

After the extension of mohair fibres in 2.2.2.-trifluoroethanol and the extension of some solvent and acid treated mohair fibres in water the corresponding low-angle X-ray diffraction patterns exhibited surprisingly an increase of the prominent 66 Å meridional reflexion (3rd order). The most important results were obtained after the extension of mohair fibres in 2.2.2-trifluoroethanol: Between 5 and 40% fibre extension the third order was increased by the same percentage. The 1st order was increased, too, but a photometrical evaluation was not possible. The increase of the 7th order began between 15 and 20% fibre extension, whilst the 8th order was scarcely increased. This different extension behaviour of the meridional reflexions shows that not all meridional reflexions can be regarded as higher orders of the 198 Å periodicity (1st order). Furthermore, the percentage increase of the 66 Å reflexion favours the opinion that the α−β transformation of keratins is determined by a “molecular mechanism”. After the extension of mohair fibres in water hardly any increase of the 66 Å reflexion is observed. In untreated mohair fibres the stabilization of the native fibre protein structure by disulphide bonds, hydrogen bonds, and ion pair bonds is so strong, that the 66 Å segments must be either the α-state (fully unextended) or the β-state (fully extended) during the α−β transformation. However, after the weakening of the stabilizing forces the 66 Å segments can be transformed gradually, and increased 3rd order reflexions are observed on the corresponding diffraction patterns.

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Copyright information

© Springer-Verlag 1971

Authors and Affiliations

  • M. Spei
    • 1
  • H. Zahn
    • 1
  1. 1.Deutschen Wollforschungsinstitut an der Technischen Hochschule Aachen e. V.Aachen

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