一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维的制备方法，包括以下步骤：将蚕丝纤维经脱胶后，加入溴化锂溶液中，加热静置至溶解完全，经透析、浓缩得到蚕丝蛋白溶液；将蚕丝蛋白溶液中加入壳寡糖和纳米麦饭石，混合均匀后，加入乙二醇、戊二醛和柠檬酸，加热搅拌，再加入碳酸氢钠，混合均匀，形成纺丝液；将纺丝液经干法纺丝技术形成初纺纤维，将初纺纤维浸渍于乙醇溶液中，取出，烘干，得到基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维。本发明专利技术制备的多孔纤维中蚕丝蛋白的含量高，孔隙率高，还具有远红外、抗菌、亲肤等功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纺织材料
，具体涉及一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维及其制备方法。
技术介绍
蚕丝是一种正规的天然蛋白质纤维，具有优异的舒适性、皮肤亲和性和保健性能，是高档纺织品的宠儿，经功能化的蚕丝材料也十分受到欢迎。蚕丝材料的主要成分为丝素，丝素纤维是由许多原纤束并列而成，含有结构紧密的结晶区和结构疏松的非结晶区，正因为结晶区和非结晶区氨基酸组成和结构的差异使的蚕丝具有优异的性能。基于蚕丝的功能化产品有多种，如天然改性蚕丝和再生蚕丝材料，其中，再生蚕丝材料是将蚕丝纤维形成蚕丝蛋白溶液，再与其他功能性物质复合，经纺丝或者其他手段形成再生蚕丝材料。中国专利CN101864177B公开的一种多孔蚕丝丝素蛋白材料的制备方法，将蚕丝脱胶、溶解、透析形成丝素蛋白溶液，然后加入含聚乙二醇和柠檬酸等物质的促胶凝剂，混合均匀后倒入平整、碗状或者塑料管的模具中，经加热干燥得到多孔蚕丝蛋白材料，该产品可用于医疗用品、组织支架和过滤等领域。中国专利CN1118518C公开的一种多孔丝素膜及其制备方法，将浓缩的蚕丝蛋白溶液中加入乙二醇、正丙醇、氨基酸等添加剂，然后经冷冻、再冷冻和真空干燥的制备工艺，得到丝素蛋白膜内孔洞之间相互贯通的多孔材料，满足生物医学材料的要求。中国专利CN101274109B公开的发泡法制备柞蚕丝素蛋白-高聚物多孔互穿网络状支架材料的方法，将柞蚕丝素蛋白溶液与聚乳酸、聚已内酯、壳聚糖或聚乙烯醇混合形成支架制备液，然后加入碳酸氢铵或碳酸铵，倒入模具中，烘干，乙醇变性，烘干形成多孔材料。由上述现有技术可知，目前制备的再生蚕丝多孔材料多为膜状的支架，主要是为了用于作为生物医学的组织支架，在纺织品领域的运用并不多，而且蚕丝的多孔膜状材料在纺织品方面的运用也较少。目前市面上的多孔纤维的品种也较多，多为化学合成纤维，基于蚕丝蛋白的多孔纤维并不多，本专利技术的申请人基于对现有技术的充分了解，以蚕丝蛋白作为主要原料，将发泡技术与纺丝技术相结合，制备出再生蚕丝蛋白多孔纤维。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维及其制备方法，将蚕丝蛋白作为主要原料，添加壳寡糖和纳米麦饭石作为功能整理剂，经交联剂和发泡剂处理形成纺丝液，经干法纺丝技术和乙醇后处理形成具有多孔结构的蚕丝蛋白纤维，该纤维具有远红外、亲肤、抗菌等多种功能。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维，所述基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维包括蚕丝蛋白、纳米麦饭石和壳聚糖，所述基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维经干法纺丝技术制备，所述基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维中还含有交联剂和发泡剂。作为上述技术方案的优选，所述交联剂为乙二醇、戊二醛和柠檬酸，所述发泡剂为碳酸氢钠。本专利技术还提供一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)将蚕丝纤维经脱胶后，加入溴化锂溶液中，加热静置至溶解完全，经透析、浓缩得到蚕丝蛋白溶液；(2)将步骤(1)制备的蚕丝蛋白溶液中加入壳寡糖和纳米麦饭石，混合均匀后，加入乙二醇、戊二醛和柠檬酸，加热搅拌，再加入碳酸氢钠，混合均匀，形成纺丝液；(3)将步骤(2)制备的纺丝液经干法纺丝技术形成初纺纤维，将初纺纤维浸渍于乙醇溶液中，取出，烘干，得到基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，蚕丝蛋白溶液中蚕丝蛋白的分子量为15-80kDa。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，蚕丝蛋白溶液中蚕丝蛋白的质量分数为5-10％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，纺丝液中的组分，按重量份计，包括：蚕丝蛋白30-40份、壳寡糖15-20份、纳米麦饭石5-15份、乙二醇5-10份、戊二醛5-10份、柠檬酸5-10份、碳酸氢钠5-10份和其他20-50份。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，加热搅拌的温度为40-60℃。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，干法纺丝的挤出速度为2-3ml/min，干法纺丝中热空气的温度为100-120℃，热空气的风速为0.5-2cm/s。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，浸渍的温度为50-65℃，时间为5-10min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维中蚕丝蛋白的质量分数不低于70％。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术制备的基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维的主要原料为蚕丝蛋白，蚕丝蛋白的生物相容性好，亲肤性优异，制备形成多孔纤维，可以附着多种功能性物质，有利于蚕丝纤维的改性，更加有利于在纺织服装和生物医疗领域的广泛应用。(2)本专利技术制备的基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维中含有纳米麦饭石和壳寡糖，纳米麦饭石具有优异的远红外性能，壳寡糖的分子量小，亲肤、抗菌性能更加优异，而且纳米麦饭石和壳寡糖的粒径小，易分散均匀，有利于形成结构均匀的纤维。(3)本专利技术制备的基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维中含有乙二醇、戊二醛和柠檬酸交联剂，促进小分子量的蚕丝蛋白发生交联，将纳米麦饭石和壳寡糖包覆其中，形成稳定的复合结构，而且交联的蚕丝蛋白使纺丝液的粘度加大，减少纺丝难度。(4)本专利技术制备的基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维中含有碳酸氢钠发泡剂，碳酸氢钠与柠檬酸缓慢反应，生成气泡，气泡经干法纺丝中的热空气作用，一边使纤维固化，一边气体溢出形成孔洞，形成多孔纤维，因此多孔纤维的孔隙形状受发泡剂和热空气控制。(5)本专利技术制备的基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维采用常规的干法纺丝技术，制备出多孔蚕丝纤维，制备方法简单，制备的多孔蚕丝纤维的孔洞性好，孔隙均匀，制备的多孔蚕丝纤维还具有抗菌、抗紫外、透气透湿等功能。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1：(1)将蚕丝纤维经脱胶后，加入溴化锂溶液中，在60℃下加热静置至溶解完全，经透析、浓缩得到质量分数为5％的分子量为15-80kDa的蚕丝蛋白溶液。(2)将蚕丝蛋白溶液中加入壳寡糖和纳米麦饭石，混合均匀后，加入乙二醇、戊二醛和柠檬酸，在40℃下加热搅拌，再加入碳酸氢钠，混合均匀，形成纺丝液，其中，纺丝液中的组分，按重量份计，包括：蚕丝蛋白30份、壳寡糖15份、纳米麦饭石5份、乙二醇5份、戊二醛5份、柠檬酸5份、碳酸氢钠5份和其他20份。(3)将纺丝液置于干法纺丝装置中，在2ml/min速度下挤出，经100℃温度和0.5cm/s风速的热空气处理30s，形成初纺纤维，将初纺纤维置于乙醇溶液中，在50℃下浸渍5min，取出，烘干，得到基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维，其中，基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维中蚕丝蛋白的质量分数为70％。实施例2：(1)将蚕丝纤维经脱胶后，加入溴化锂溶液中，在60℃下加热静置至溶解完全，经透析、浓缩得到质量分数为10％的分子量为15-80kDa的蚕丝蛋白溶液。(2)将蚕丝蛋白溶液中加入壳寡糖和纳米麦饭石，混合均匀后，加入乙二醇、戊二醛和柠檬酸，在60℃下加热搅拌，再加入碳酸氢钠，混合均匀，形成纺丝液，其中，纺丝液中的组分，按重量份计，包括：蚕丝蛋白40份、壳寡糖20份、纳米麦饭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维，其特征在于：所述基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维包括蚕丝蛋白、纳米麦饭石和壳聚糖，所述基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维经干法纺丝技术制备，所述基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维中还含有交联剂和发泡剂。

【技术特征摘要】
1.一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维，其特征在于：所述基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维包括蚕丝蛋白、纳米麦饭石和壳聚糖，所述基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维经干法纺丝技术制备，所述基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维中还含有交联剂和发泡剂。2.根据权利要求1所述的一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维，其特征在于：所述交联剂为乙二醇、戊二醛和柠檬酸，所述发泡剂为碳酸氢钠。3.一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将蚕丝纤维经脱胶后，加入溴化锂溶液中，加热静置至溶解完全，经透析、浓缩得到蚕丝蛋白溶液；(2)将步骤(1)制备的蚕丝蛋白溶液中加入壳寡糖和纳米麦饭石，混合均匀后，加入乙二醇、戊二醛和柠檬酸，加热搅拌，再加入碳酸氢钠，混合均匀，形成纺丝液；(3)将步骤(2)制备的纺丝液经干法纺丝技术形成初纺纤维，将初纺纤维浸渍于乙醇溶液中，取出，烘干，得到基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维。4.根据权利要求3所述的一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，蚕丝蛋白溶液中蚕丝蛋白的分子量为15-80kDa。5.根据权利要求3所述的一种基于纳米麦饭石的蚕丝蛋白多孔纤维的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文庆，
申请(专利权)人：东莞市联洲知识产权运营管理有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44