【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于纖維綿墊，具體涉及一種角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、合理的緩沖墊設(shè)計能起到調(diào)節(jié)和改變?nèi)梭w受到壓力的大小和分布的作用，提高舒適度，降低因久坐久臥導(dǎo)致的健康風(fēng)險。
2、目前市場上已經(jīng)有多種多樣的緩沖墊，如氣墊、水墊、硅膠墊、乳膠墊等，但都有這樣或那樣的缺點。比如氣墊舒適性不好，穩(wěn)定性一般，且不吸水，不防扎，存在安全隱患；水墊不防扎、不吸水、不導(dǎo)熱、且短時間接觸有冷感，長時間接觸又不散熱；硅膠墊由于其自身結(jié)構(gòu)問題，無法做到吸濕排汗，從而導(dǎo)致皮膚與硅膠墊接觸面濕潤；乳膠墊制作成本偏高，普通消費者難以承擔(dān)。
3、纖維綿墊因柔軟及透氣透濕而逐漸受到人們的青睞，但其缺乏調(diào)節(jié)人體壓力大小和壓力分布的緩沖效果。水凝膠墊與人體軟組織的柔軟度相似，具有很好的柔韌性和抗壓性，使人的體重可以均勻地分布在水凝膠墊上，保護(hù)其受壓處的皮膚，可達(dá)到與人體輪廓的自然貼合，吸收和緩沖人體受到的壓力，其明顯的支撐感使人感到舒適。但普通水凝膠墊也存在機(jī)械性能較差，難以承受長時間、反復(fù)壓力的問題。
4、因此，開發(fā)出一種具有緩沖效果且親膚、能夠吸收人體汗液以改善舒適性的纖維綿墊，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利技術(shù)提供一種角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊及其制備方法和應(yīng)用。
2、為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用了以下的技術(shù)方案：
3、本專利技術(shù)的一個目的是提供一種角蛋白
4、(1)向角蛋白提取液中加入聚合物，充分?jǐn)嚢韬蟮玫浇堑鞍谆苣z，再向角蛋白基溶膠中加入適量碳酸鈣并攪拌均勻；
5、(2)將步驟(1)中的含有碳酸鈣的角蛋白基溶膠倒入非織造纖維綿中將非織造纖維綿浸沒，經(jīng)冷凍及解凍后，得到含碳酸鈣的角蛋白基凝膠纖維綿墊；
6、(3)將步驟(2)中的纖維綿墊放入冰乙酸溶液中進(jìn)行反應(yīng)，再次經(jīng)冷凍及解凍后，得到角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊。
7、本專利技術(shù)在制備水凝膠的過程中將非織造的纖維綿與角蛋白基溶膠復(fù)合，并通過添加碳酸鈣與冰乙酸反應(yīng)產(chǎn)生氣孔，制備工藝簡單，制成的多孔凝膠纖維綿墊兼具纖維綿的透氣性、高支撐強(qiáng)度和水凝膠的緩沖性、親膚性和壓縮回彈性；并且多孔結(jié)構(gòu)使得凝膠纖維綿墊具有更好的吸收液體的性能，有利于吸收人體的汗液，改善舒適性。
8、角蛋白作為自然界中廣泛存在的生物高分子之一，它由多種氨基酸構(gòu)成，利用角蛋白制備的水凝膠具有生物相容性、可生物降解性、親膚性和無毒性。同時角蛋白大分子鏈上還含有大量的親水基團(tuán)，如-oh、-nh2和-cooh等，因此由角蛋白制備的水凝膠具有良好的吸收和保持水分的能力。另外，角蛋白分子上大量活性基團(tuán)的存在使其能夠容易地與其他高分子物質(zhì)結(jié)合，形成復(fù)合水凝膠來調(diào)控力學(xué)強(qiáng)度，得到具有類似于人體皮膚的彈性材料。從廢棄動物毛發(fā)中提取角蛋白，有利于節(jié)約資源，緩解廢棄物導(dǎo)致的環(huán)境壓力，將大量價廉易得且有應(yīng)用前景的天然廢料回收利用，制備出高附加值的凝膠纖維綿墊具有現(xiàn)實意義且順應(yīng)綠色可持續(xù)發(fā)展的大背景。
9、根據(jù)本專利技術(shù)的一些優(yōu)選實施方面，所述角蛋白提取液的制備方法為：將洗凈的動物毛發(fā)剪短至長度為5～10mm，備用，將尿素和l-半胱氨酸溶解于水中得到混合溶液，再將備用的動物毛發(fā)加入至混合溶液中，在60～80℃下溶解4～6h后過濾，得到所述角蛋白提取液。
10、根據(jù)本專利技術(shù)的一些優(yōu)選實施方面，所述混合溶液中的尿素與l-半胱氨酸的質(zhì)量比為12～16：1，備用的動物毛發(fā)與混合溶液的質(zhì)量比為1：20～25。
11、根據(jù)本專利技術(shù)的一些優(yōu)選實施方面，制備得到所述角蛋白提取液后，將其在40～60℃的溫度條件下濃縮至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.4～3.0wt％。
12、根據(jù)本專利技術(shù)的一些優(yōu)選實施方面，步驟(1)中含碳酸鈣的角蛋白基溶膠的制備方法為：取濃度為2.4～3.0wt％的角蛋白提取液，向其中加入適量聚合物，在80～95℃下攪拌至完全溶解，得到角蛋白基溶膠，再向所述角蛋白基溶膠中加入適量碳酸鈣，并將其攪拌均勻；所述角蛋白基溶膠與碳酸鈣的質(zhì)量比為1000：3～5。
13、根據(jù)本專利技術(shù)的一些優(yōu)選實施方面，所述聚合物為聚乙烯醇、殼聚糖、聚乙二醇、明膠或海藻酸鈉中的一種或多種。當(dāng)選用的聚合物為聚乙烯醇時，所述角蛋白提取液與聚乙烯醇的質(zhì)量比為1：3％～6％。
14、根據(jù)本專利技術(shù)的一些優(yōu)選實施方面，步驟(2)中，非織造纖維綿的體積質(zhì)量為0.01～0.06g/m3，所述非織造纖維綿與角蛋白基溶膠的質(zhì)量比為1：50～150；步驟(2)中的冷凍溫度為-20～-10℃，冷凍時間為6～10h。
15、根據(jù)本專利技術(shù)的一些優(yōu)選實施方面，步驟(3)中的冰乙酸溶液的體積百分濃度為45％～55％，步驟(3)中的冷凍溫度為-20～-10℃，冷凍時間為8～12h。
16、具體地，本專利技術(shù)的角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊的制備方法主要包括如下步驟：
17、(1)將動物毛發(fā)洗凈烘干剪短備用，將尿素和l-半胱氨酸溶解于水中得到混合溶液，再將備用的動物毛發(fā)加入至混合溶液中，在60～80℃下溶解4～6h后過濾，得到角蛋白提取液，隨后將角蛋白提取液在40～60℃的溫度條件下濃縮至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.4～3.0wt％；
18、(2)取濃度為2.4～3.0wt％的角蛋白提取液，向其中加入適量聚合物，在80～95℃下攪拌至完全溶解，得到角蛋白基溶膠，再向角蛋白基溶膠中加入適量碳酸鈣，在300～500rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌45～60min，將其攪拌均勻；
19、(3)將非織造纖維綿置于平底容器中，按照非織造纖維綿與角蛋白基溶膠的質(zhì)量比為1：50～150的比例，將步驟(2)中的含有碳酸鈣的角蛋白基溶膠倒入非織造纖維綿中，將非織造纖維綿浸沒并在-20～-10℃下冷凍6～10h后取出，在室溫下解凍3～4h后放入水中清洗并浸泡18～24h，取出晾干，得到含碳酸鈣的角蛋白基凝膠纖維綿墊；
20、(4)將步驟(3)中的纖維綿墊放入冰乙酸溶液中反應(yīng)8～10min，產(chǎn)生氣孔，再次將纖維綿墊在-20～-10℃下冷凍8～12h后取出，在室溫下解凍3～4h后放入水中清洗并浸泡18～24h，取出晾干，得到角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊。
21、本專利技術(shù)的另一個目的是提供一種由上述的制備方法制備得到的角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊。
22、本專利技術(shù)的又一個目的是提供一種上述的角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊在涼墊、坐墊、床墊中的應(yīng)用。
23、由于以上技術(shù)方案的實施，本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：本專利技術(shù)中的角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊及其制備方法，以可生物降解的動物毛發(fā)為原料，原料來源廣泛且成本低，有利于節(jié)約資源，緩解廢棄物導(dǎo)致的環(huán)境壓力；制得的多孔凝膠纖維綿墊兼具纖維綿的透氣性、高支撐強(qiáng)度和水凝膠的緩沖性、親膚性和壓縮回彈性；并且多孔結(jié)構(gòu)使其具有更好的吸收液體的性能，有利于吸收人體的汗液，改善各類久坐本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述角蛋白提取液的制備方法為：將洗凈的動物毛發(fā)剪短至長度為5～10mm，備用，將尿素和L-半胱氨酸溶解于水中得到混合溶液，再將備用的動物毛發(fā)加入至混合溶液中，在60～80℃下溶解4～6h后過濾，得到所述角蛋白提取液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述混合溶液中的尿素與L-半胱氨酸的質(zhì)量比為12～16：1，備用的動物毛發(fā)與混合溶液的質(zhì)量比為1：20～25。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，制備得到所述角蛋白提取液后，將其在40～60℃的溫度條件下濃縮至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.4～3.0wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中含碳酸鈣的角蛋白基溶膠的制備方法為：取濃度為2.4～3.0wt％的角蛋白提取液，向其中加入適量聚合物，在80～95℃下攪拌至完全溶解，得到角蛋白基溶膠，再向所述角蛋白基溶膠中加入適量碳酸鈣，并將其攪拌均勻；所述角蛋白基溶膠與碳酸鈣的質(zhì)量比為1000：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述聚合物為聚乙烯醇、殼聚糖、聚乙二醇、明膠或海藻酸鈉中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，非織造纖維綿的體積質(zhì)量為0.01～0.06g/m3，所述非織造纖維綿與角蛋白基溶膠的質(zhì)量比為1：50～150；步驟(2)中的冷凍溫度為-20～-10℃，冷凍時間為6～10h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(3)中的冰乙酸溶液的體積百分濃度為45％～55％，步驟(3)中的冷凍溫度為-20～-10℃，冷凍時間為8～12h。
9.一種如權(quán)利要求1～8任意一項所述的制備方法制備得到的角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊。
10.一種如權(quán)利要求9所述的角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊在涼墊、坐墊、床墊中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種角蛋白基多孔凝膠纖維綿墊的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述角蛋白提取液的制備方法為：將洗凈的動物毛發(fā)剪短至長度為5～10mm，備用，將尿素和l-半胱氨酸溶解于水中得到混合溶液，再將備用的動物毛發(fā)加入至混合溶液中，在60～80℃下溶解4～6h后過濾，得到所述角蛋白提取液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述混合溶液中的尿素與l-半胱氨酸的質(zhì)量比為12～16：1，備用的動物毛發(fā)與混合溶液的質(zhì)量比為1：20～25。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，制備得到所述角蛋白提取液后，將其在40～60℃的溫度條件下濃縮至質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.4～3.0wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中含碳酸鈣的角蛋白基溶膠的制備方法為：取濃度為2.4～3.0wt％的角蛋白提取液，向其中加入適量聚合物，在80～95℃下攪拌至完全溶解...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：譚嘉鑫，楊旭紅，張偉英，鄒海華，張榮龍，
申請(專利權(quán))人：蘇州美山子制衣有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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