[发明专利]一种再生羽毛蛋白/甲壳素共聚制备复合纤维的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种再生羽毛蛋白的提取方法，以及再生羽毛蛋白/甲壳素共聚制备复合纤维的方法。

背景技术

羽毛是鸟类和禽类表皮细胞角质化的衍生物，占其体重的10％左右。据测定，羽毛角蛋白的粗蛋白含量约在80％以上，氨基酸含量在70％以上。中国是世界上畜牧、家禽养殖最多的国家之一，角蛋白资源极其丰富，尤其在现代农业中，大规模的家禽养殖产生了大量的角蛋白废物，其中羽毛废弃物产量达100多万吨，这是一笔丰富的蛋白质资源，对这些废弃蛋白质的开发利用不仅能极大地减少环境污染，同时也能产生极大的经济效益和社会效益。甲壳素 （chitin）又称甲壳质、几丁质， 广泛存在于昆虫类、 水生虾、 蟹甲壳类和菌类、藻类的细胞壁中，是一种蕴藏量仅次于纤维素的极其丰富的天然聚合物和可再生资源，也是除蛋白质以外数量最大的含氮天然有机化合物。虾蟹等甲壳中的壳质含量约占20%-30%，无机物碳酸钙的含量约占40%，其它有机物（蛋白质）含量约占30%。地球上甲壳素年生物合成量约100亿吨， 我国有着很长的海岸线，资源十分丰富，是仅次于植物纤维的有机再生资源。 对于这两类来源比较丰富的资源，完全可以采用没有使用价值的鸡毛、鸭毛、鹅毛等作为原料进行再生蛋白的提取，与甲壳素共聚制备再生蛋白/甲壳素复合纤维，并作为纺织工业的原料，加工成纯纺、混纺纱线及其机织面料，使得纺织产品集蛋白质纤维与甲壳素纤维的优点于一身，具有优良的透气性、吸湿性、较好的强伸性，以及保健、抗菌性，具有较高的开发价值。目前再生蛋白的提取还是用氧化或还原法，具有成本高、效率低、能耗高、工艺复杂等缺点，且提取的再生蛋白纯度不高，因此采用蛋白酶提取技术能极大地提高再生蛋白的提取效率，获得高纯度的再生蛋白，并与甲壳素共聚制备复合纤维。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本发明提供一种再生羽毛蛋白的提取方法，以提高工作效率，降低成本，简化提取工艺，并提供再生羽毛蛋白/甲壳素共聚制备复合纤维的方法。

本发明解决再生羽毛蛋白提取的技术方案是：

一种再生羽毛蛋白的提取方法，包括以下步骤：

（1）羽毛预处理。去除尘土、脂汗、污垢等。将一定量的废弃羽毛放入超声波清洗机,按一定的浴比（1:15-1:20）加入浓度为8%-10%的十二烷基苯磺酸钠溶液，调节水温55-60℃，打开超声波清洗器洗涤9-12分钟，然后将洗液滤除，再用清水冲洗3-5分钟，滤除洗液，收集羽毛。采用工业烘干机将洗净的羽毛在烘干机温度65-75℃下，烘燥15-25分钟，使其含水率控制在2%以下。

（2）再生蛋白提取。称取一定量干燥的羽毛放入超声波清洗机，按照一定的浴比（1:15-1:20）投入浓度owf为40%-50%角蛋白酶溶液中，调节水温45-65℃，调节pH为7-8，溶解时间为10-30分钟，待大部分溶解后，再用5%-6%的稀碱溶液进行水解处理，经过滤装置除去不溶性的固体获得再生蛋白质原液。

本发明解决再生羽毛蛋白/甲壳素共聚制备复合纤维的技术方案是：

工艺流程：（再生羽毛蛋白原液、甲壳素、助剂）→过滤→脱泡→纺丝→缩醛化处理→牵伸→脱硫→漂白→酸洗→水洗→上油→脱水→烘干→切断。

（1） 纺丝原液的配制。根据蛋白质溶液中蛋白质的含量，再生蛋白/甲壳素复合纤维中甲壳素与蛋白质的含量，计算出所需甲壳素原液和蛋白质原液的体积。随后将两种溶液混合后在常温下充分搅拌均匀，脱泡、过滤制得纺丝原液。纺丝原液中甲壳素、再生蛋白、碱的含量及助剂的使用与比例对纺丝原液的质量、纺丝可纺性、再生蛋白质纤维服用性能等起着关键作用。蛋白质含量过高，纺丝原液粘度大，过滤困难；蛋白质含量太低，则纤维成品蛋白质纤维的性能不佳，可纺性、服用性较差，另外，尿素、硫脲等助剂的加入可降低甲壳素分子间氢键作用，提高甲壳素的可纺性。

（2）凝固浴的配制。依据纤维的成型条件来对凝固浴进行选择及配置，为保证纤维的成型及质量稳定性在采用低酸凝固浴并在浴液中添加一定量有机助剂。凝固浴组成：硫酸45～55g/L，硫酸钠320～340g/L，硫酸锌5.5～10.5g/L，助剂0.5％-1%，凝固浴温度45～50℃。

（3）纺丝。纺丝原液经计量泵再经喷丝组件形成原液细流进入凝固浴中固化成蛋白质/甲壳素复合纤维丝条，然后通过含一定浓度的甲醛(或其它多醛)溶液槽使蛋白质分子进行缩醛化处理，保证蛋白质分子链的稳定性。然后再通过含有硫酸溶液的高温塑化槽，对丝束进行塑化牵伸，保证再生蛋白质纤维的强伸度等物理机械指标。