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    一種醛基纖維素/角蛋白復合纖維、其制備方法及應用技術

    技術編號:44468615 閱讀:9 留言:0更新日期:2025-03-04 17:40
    本發明專利技術提供了一種醛基纖維素/角蛋白復合纖維、其制備方法及應用,涉及復合纖維制備技術領域。該方法通過利用具有氧化性的高碘酸鈉氧化纖維素,制得醛基纖維素,以此制備醛基纖維素纖維;再將醛基纖維素纖維浸入角蛋白溶液中,以在醛基纖維素纖維表面包覆一層角蛋白層,最終制得具有優異的力學性能、抗紫外性及抗紫外老化性的復合纖維。上述復合過程主要是利用纖維表面的醛基和角蛋白中的氨基之間的反應,使角蛋白分子有序地吸附在纖維表面,實現纖維與角蛋白的結合,該過程中可利用醛基和氨基的反應形成交聯結構,在纖維表面形成角蛋白層,角蛋白層的形成可作為紫外光的物理屏障,賦予復合纖維優異的抗紫外、抗紫外老化性能。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術涉及復合纖維制備,尤其涉及一種醛基纖維素/角蛋白復合纖維、其制備方法及應用


    技術介紹

    1、據統計,全球每年會產生幾千萬噸的羊毛廢料和廢舊棉。這些廢棄的羊毛中80%以上的物質為角蛋白,這種羊毛角蛋白是一種實用價值非常高的資源,其具有良好的生物相容性和生物降解性。廢舊棉中纖維素是自然界中含量最為豐富的天然高分子,常見于木材和植物中,通稱植物纖維素。纖維素也可以通過微生物方法合成,如真菌和細菌,合成的纖維素被稱為細菌纖維素。此外,纖維素可以從動物中獲得;例如,被囊動物是最知名的含纖維素的動物。無論種類或來源如何,纖維素都由具有豐富羥基的重復葡萄糖單元(c6h10o5)組成,并且羥基可以用特定的有機或無機化學品進行修飾以賦予所需的特性。此外,纖維素是環境友好的,高度生物相容性和可生物降解的。

    2、通常,大量的羊毛廢料和廢舊棉被轉化為低價值產品,如飼料添加劑,或污水處理劑。如果利用綠色加工技術將廢棄的生物資源或紡織品轉化為高附加值的復合纖維,既能顯著減少環境污染,又能緩解資源浪費,而且得到的纖維在紡織行業具有一定的應用前景。

    3、有鑒于此,有必要設計一種改進的醛基纖維素/角蛋白復合纖維、其制備方法及應用,以解決上述問題。


    技術實現思路

    1、本專利技術的目的在于提供一種醛基纖維素/角蛋白復合纖維、其制備方法及應用。

    2、為實現上述專利技術目的,一方面,本專利技術提供了一種醛基纖維素/角蛋白復合纖維,包括:

    3、醛基纖維素纖維;

    4、角蛋白層,其包覆于所述醛基纖維素纖維的外側。

    5、另一方面,本專利技術還提供了上述醛基纖維素/角蛋白復合纖維的制備方法,包括如下步驟:

    6、將粗羊毛浸泡在碳酸氫鈉水溶液中,得到預處理的羊毛;將預處理后的羊毛切割,放入處理液中,攪拌一定時間后,離心收集上層溶液,經透析處理后,制得羊毛角蛋白溶液;

    7、將棉漿溶解在離子溶液中,在攪拌條件下加熱預定時間后,向混合液中加入高碘酸鈉,利用高碘酸鈉向棉漿纖維上引入醛基,反應結束后,離心,制得醛基纖維素溶液;采用濕法紡絲法,以所述醛基纖維素溶液為紡絲原液,制得醛基纖維素纖維;

    8、將所述醛基纖維素纖維浸泡在所述羊毛角蛋白溶液中,干燥后,即制得復合纖維。

    9、優選地,加入高碘酸鈉后的反應時間為0.5-3h;所述混合液中高碘酸鈉的質量百分數為2-3.5%。

    10、優選地,所述醛基纖維素纖維在所述羊毛角蛋白溶液中的浸泡時間為30-60s。

    11、優選地,所述碳酸氫鈉水溶液的濃度為0.6-1mol/l,所述羊毛與所述碳酸氫鈉水溶液的重量比為1:20。

    12、優選地,所述處理液為由尿素、十二烷基磺酸鈉和l-半胱氨酸與水配置而成,所述處理液中尿素的摩爾濃度為6-8mol/l,所述十二烷基磺酸鈉的摩爾濃度為0.01-0.02mol/l,所述l-半胱氨酸的加入量為羊毛質量的10%。

    13、優選地,所述離子溶液為1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽,所述棉漿在所述離子溶液中的質量百分數為2-3.5%。

    14、優選地,將所述羊毛加入處理液后的攪拌時間為4-6h,攪拌轉速為800-1500rpm,離心時間為10-15min,離心轉速為7000-8000rpm。

    15、優選地,加入高碘酸鈉反應完后的離心時間為3-5min,轉速為7000-8000rpm。

    16、特別地,采用本專利技術提出的制備方法制得的醛基纖維素/角蛋白復合纖維能夠應用于制備抗紫外產品。

    17、本專利技術的有益效果是:

    18、1、本專利技術提供的醛基纖維素/角蛋白復合纖維的制備方法,其通過利用高碘酸鈉氧化纖維素向纖維素上引入醛基,以便后續利用棉漿纖維的醛基與角蛋白的氨基之間的化學鍵合作用,實現醛基纖維素與角蛋白的復合。采用上述方法制得的復合纖維具有優異的力學性能、抗紫外性及抗紫外老化性。

    19、2、本專利技術提供的醛基纖維素/角蛋白復合纖維的制備方法,通過調控高碘酸鈉的加入量和氧化反應時間,可精準控制醛基的引入數量,避免引入過多醛基而導致纖維素纖維的力學性能受影響,確保最終制得的復合性能具備優異的力學性能;通過引入角蛋白層,可充分利用其優異的機械強度、抗紫外性等性能,賦予復合纖維優異的抗紫外性和抗紫外老化性。

    20、3、本專利技術提供的醛基纖維素/角蛋白復合纖維的制備方法,以價格低廉的羊毛和棉漿為原料,實現了資源的再回收利用。

    本文檔來自技高網
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    【技術保護點】

    1.一種醛基纖維素/角蛋白復合纖維,其特征在于,包括:

    2.一種醛基纖維素/角蛋白復合纖維的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

    3.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,加入高碘酸鈉后的反應時間為0.5-3h;所述混合液中高碘酸鈉的質量百分數為2-3.5%。

    4.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述醛基纖維素纖維在所述羊毛角蛋白溶液中的浸泡時間為30-60s。

    5.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述碳酸氫鈉水溶液的濃度為0.6-1mol/L,所述羊毛與所述碳酸氫鈉水溶液的重量比為1:20。

    6.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述處理液為由尿素、十二烷基磺酸鈉和L-半胱氨酸與水配置而成,所述處理液中尿素的摩爾濃度為6-8mol/L,所述十二烷基磺酸鈉的摩爾濃度為0.01-0.02mol/L,所述L-半胱氨酸的加入量為羊毛質量的10%。

    7.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述離子溶液為1-烯丙基-3-甲基咪唑氯鹽,所述棉漿在所述離子溶液中的質量百分數為2-3.5%。

    8.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,將所述羊毛加入處理液后的攪拌時間為4-6h,攪拌轉速為800-1500rpm,離心時間為10-15min,離心轉速為7000-8000rpm。

    9.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,加入高碘酸鈉反應完后的離心時間為3-5min,轉速為7000-8000rpm。

    10.一種如權利要求1所述的醛基纖維素/角蛋白復合纖維或采用權利要求2-9中任一項所述的制備方法制得的醛基纖維素/角蛋白復合纖維在制備抗紫外產品中的應用。

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    【技術特征摘要】

    1.一種醛基纖維素/角蛋白復合纖維,其特征在于,包括:

    2.一種醛基纖維素/角蛋白復合纖維的制備方法,其特征在于,包括如下步驟:

    3.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,加入高碘酸鈉后的反應時間為0.5-3h;所述混合液中高碘酸鈉的質量百分數為2-3.5%。

    4.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述醛基纖維素纖維在所述羊毛角蛋白溶液中的浸泡時間為30-60s。

    5.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述碳酸氫鈉水溶液的濃度為0.6-1mol/l,所述羊毛與所述碳酸氫鈉水溶液的重量比為1:20。

    6.根據權利要求1所述的制備方法,其特征在于,所述處理液為由尿素、十二烷基磺酸鈉和l-半胱氨酸與水配置而成,所述處理液中尿素的摩爾濃度為6-8mol/l,所述十二烷基磺酸...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:朱坤坤魏永昕王金鳳
    申請(專利權)人:武漢紡織大學
    類型:發明
    國別省市:

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