[发明专利]一种羽毛蛋白纤维制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蛋白纤维制备方法，具体涉及一种羽毛蛋白纤维制备方法。

背景技术

羽毛、羽绒是禽类表皮细胞衍生的角质化产物，其中，羽绒是一种具有质轻、柔软、吸湿强、保暖性好等优良特性的绿色纤维材料，而羽毛中除了具有少量的柔软羽绒成分外，其余均为硬质性的羽片成分结构。现有被提取过羽绒后剩下的羽片等则经常被当做废弃物处理，或者是用于制作饲料；现有利用羽片制作的饲料虽然从一定程度上解决了其废物利用的问题，但由于羽片中长含有一定量的禽类动物所携带的细菌等，致使其制造的饲料在品质上难以保证。

羽片等之所以没有像羽绒那样被广泛的使用，其主要原因就在于构成羽片的蛋白质属于角蛋白的一种，其是一类结构纤维硬蛋白，其不仅具有大量的半胱氨酸残基和大量的二硫键，而且其蛋白质之间是以紧密相连的层状纤维状结构相连接的，这样就使得其质地与柔软的蛋白质如鸭绒、鹅绒、蛹蛋白等相比较硬，其处理过程就较为复杂，导致其在后续利用上明显不足。

另外，现有将动物体蛋白质如蛹蛋白等制备成蛋白纤维的方法一般是将蛹蛋白溶于稀碱溶液制备成蛹蛋白纺丝液，然后再将蛹蛋白纺丝液与化学纤维纺丝液进行共混纺丝以及后处理等步骤。上述方法中稀碱虽然对蛹蛋白可以起到很好的溶解作用，但对于羽片等硬质结构蛋白就难于溶解，这样就很难达到共混纺丝的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种羽毛蛋白纤维制备方法，其可以有效地使得羽毛蛋白纺丝液达到均相的程度，从而达到纺丝的目的。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是采用一种羽毛蛋白纤维制备方法，所述羽毛蛋白纤维采用下述方法制备而成：

A、羽毛蛋白纺丝液的制备：将羽毛溶解在质量浓度为0.1%-20%的碱性水溶液中搅拌一定时间后，经过滤得到羽毛蛋白纺丝液；所述碱性水溶液包含有硅酸钠、硅酸钾和氢氧化钙，所述硅酸钠、硅酸钾和氢氧化钙的质量比为1：0.5-1：0.3-0.5；

B、羽毛蛋白纺丝液与纤维素磺酸酯溶液共混并纺丝：将羽毛蛋白纺丝液与纤维素磺酸酯溶液按10%-60%：40%-90%的质量比进行混合得羽毛蛋白粘胶，将所得羽毛蛋白粘胶进行纺丝得羽毛蛋白粘胶丝；

C、将羽毛蛋白粘胶丝先后进行凝固浴处理、酸洗、水洗、烘干得羽毛蛋白纤维。

优选的，所述A步骤中羽毛先进行机械破碎和研磨制得羽毛粉，然后再将羽毛粉溶解在所述碱性水溶液中。

优选的，所述A步骤中羽毛在压力为200kPa-250kPa，温度为150℃-200℃下进行机械破碎和研磨。

优选的，所述A步骤中羽毛与碱性水溶液中所含硅酸钠、硅酸钾和氢氧化钙的质量比为1:0.1-1。

优选的，所述A步骤中碱性水溶液的温度为40℃-80℃。

优选的，所述A步骤中搅拌时间为30min-6hr。

优选的，所述A步骤中羽毛蛋白纺丝液还按一定比例加入助剂，所述助剂为硅烷偶联剂。

优选的，所述A步骤中羽毛蛋白纺丝液与助剂的质量比为1:0.0001-0.5。

本发明与现有技术相比，其原理如下：

本发明中硅酸钠、硅酸钾和氢氧化钙所配置成的水溶液碱性较强，钠和钾均属于碱金属，而钾相比于钠，其具有更强的碱性。本发明人经过充分的研究发现，如果仅采用现有的稀碱如氢氧化钠水溶液对羽毛进行处理，能够溶解于溶液中的羽毛蛋白较少，达不到纺丝的目的；而如果采用更强的碱性物质如氢氧化钾水溶液则会使得羽毛蛋白结构中的连接键被完全破坏掉，所制备出来的羽毛蛋白纤维产品经不起水洗，其上的羽毛蛋白成分就完全脱落掉，而且上述方法制备出来的羽毛蛋白纤维产品颜色发黄、发暗。鉴于上述原因，本发明人经过充分的研究发现，采用硅酸钠、硅酸钾和氢氧化钙配比的水溶液对羽毛进行处理后，羽毛蛋白能够较好地溶解于该溶液中，且所得羽毛蛋白纤维质量较好。

进一步的，本发明中氢氧化钙的加入会提高碱性水溶液的碱性，氢氧化钙微溶于水，而溶解于水中的钙离子就会与硅酸钠或硅酸钾中的硅酸根离子相结合形成硅酸钙成分；这样就会使得水溶液中碱性增强，因此本发明中所述碱性水溶液的浓度为0.1%-20%。

进一步的，本发明中氢氧化钙中钙成分可以将羽毛中的某些杂质成分沉淀下来，这样就可以通过后续过滤的步骤将其除掉；碱性溶液中加入氢氧化钙后，所制备的羽毛蛋白纤维成品杂质较少，轻柔性能较好。