[发明专利]再生蛋白壳聚糖共混溶液的制备及干湿法纺丝的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质资源再生利用领域，涉及一种含有壳聚糖的再生蛋白纤维的制备方法，具体涉及一种采用干湿法纺丝工艺的再生蛋

白壳聚糖共混溶液的制备及干湿法纺丝的方法。

背景技术

蛋白质纤维具有良好的吸湿性能和抗静电性能，与人体皮肤有很好的亲和性，近年来，利用蛋白加工的大豆蛋白、牛奶蛋白和蚕蛹蛋白纤维已经市场化，并显示出一定的优良性能。不过，这些蛋白纤维的制备均是通过蛋白质与合成高聚物如聚乙烯醇、聚丙烯腈等共聚或共混，经湿法纺丝得到的，纤维中蛋白的含量很低，一般不超过15%，主体成分仍然是合成高分子，所以所述的蛋白纤维并不是完全意义上的蛋白纤维，也就不具备天然蛋白纤维的优良特性。

 

发明内容

本发明的目的是为了克服现有利用合成高聚物来制备蛋白质纤维的缺陷，发明一种利用壳聚糖替代合成高聚物的再生蛋白壳聚糖共混溶液的制备及干湿法纺丝的方法。壳聚糖又称几丁质、甲壳质或甲壳素，在自然界中，壳聚糖广泛存在于低等植物菌类藻类的细胞和节肢动物虾蟹昆虫的外壳中，用壳聚糖替代合成高聚物，可使共混纤维具备天然蛋白纤维的优良特性，大大提高纤维的舒适性、健康性和保健性。

本发明的目的是按如下的方式来实现的：

所述再生蛋白壳聚糖共混溶液是以蚕丝、动物毛发和壳聚糖为原料制成的，其制备是按以下的步骤实现的：

（1）蚕丝在煮沸条件下放进浓度为0.5%的Na₂CO₃溶液中脱胶，蚕丝的重量为溶液重量的1%-4%，共脱胶3次，每次10-90分钟，脱胶后用热水冲洗3次，然后在50-90℃下烘干、剪碎；

（2）将烘干、剪碎的蚕丝纤维与动物毛发按照质量1：0.1-20的比例混合，然后通过气流超微粉碎机粉碎成直径0.01-30微米的蛋白微细粉；

（3）将蛋白微细粉加入到离子液体溶液中，在60-150℃下强烈搅拌溶解20-240 分钟，过滤得到浓度为5-35%的再生蛋白溶液；

（4）将壳聚糖加入到离子液体溶液中，在50-135℃条件下溶解30-180分钟，过滤得到浓度为1.5-35%的壳聚糖溶液；

（5）将再生蛋白溶液和壳聚糖溶液共混，得到浓度为5-35%的再生蛋白壳聚糖共混溶液，其中再生蛋白和壳聚糖的质量比为1-10：1。

所述再生蛋白壳聚糖共混溶液的干湿法纺丝方法，其工艺流程包括：凝固—预牵伸—牵伸—干燥致密化—热定型，每个步骤的工艺条件如下：

凝固

凝固浴组成：浓度为5-70%的离子液体水溶液

凝固浴温度：10-35℃

空气层高度：1-20厘米（即喷丝头表面与凝固浴液面之距）

纺丝速度：2-25米/分钟

预牵伸

预牵伸浴组成：浓度为1-50%的离子液体水溶液

预牵伸浴温度：30-65℃

预牵伸倍数：1.2-4.5

牵伸

牵伸浴组成：浓度为0.5-5.0%的氧化剂水溶液

牵伸浴温度：50-98℃

牵伸倍数：2.5-8倍

干燥致密化

干燥致密化温度：100-145℃

干燥致密化时间：5-25分钟

张力条件：长度固定，紧张态（保持纤维张力）

热定型

热定型介质：蒸气

蒸汽压力：2-10 kg/cm²

定型时间：1-25 分钟。

所述壳聚糖的分子量为10，000-200，000，脱乙酰度大于或等于90%。

所述动物毛发为猪毛、山羊毛、兔毛、骆驼毛、耗牛毛，以及无纺织利用价值的绵羊毛。

所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑氯盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯。

所述氧化剂为过氧乙酸或过氧化氢。

本发明的积极效果如下：本发明采用干湿法成型技术实现再生蛋白壳聚糖共混溶液的纤维化，通过凝固和牵伸，提高了纤维结构的均匀度和取向度，通过氧化交联，提高了纤维的伸长和弹性。本发明的再生蛋白壳聚糖共混纤维，具有较高的蛋白质含量，并具有抗菌、保湿、促进凝血和伤口愈合的功能，纤维中所有成分均为生物质，具有良好的生物降解性和生物相容性，不仅可运用于纺织纤维，也可用作生物医用材料。

 

具体实施方式

实施案例1