一种多功能蛋白质改性莱赛尔纤维及其制备方法技术

本发明专利技术属于复合纤维技术领域，具体涉及一种多功能蛋白质改性莱赛尔纤维及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将蛋白质和纤维素经活化处理后，溶解在NMMO或烷基咪唑型离子液体中，得到共混纺丝液，纺丝得到初级蛋白质/纤维素复合纤维丝束；先以超临界流体二氧化碳为主溶剂、乙醇为共溶剂携带茶多酚，作为溶胀处理液，对初级蛋白质/纤维素复合纤维丝束进行溶胀处理，再采用无机锌抗菌剂溶液进行吸附处理，得到多功能蛋白质改性莱赛尔纤维。本发明专利技术利用茶多酚与蛋白质之间脱水缩合、茶多酚与锌离子之间络合、蛋白质与纤维素之间的氢键等作用，避免了纤维的原纤化现象，使其具有良好的力学性能，同时赋予纤维抗菌、抗病毒、防紫外线功能。功能。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能蛋白质改性莱赛尔纤维及其制备方法


[0001]本专利技术属于复合纤维
，具体涉及一种多功能蛋白质改性莱赛尔纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]纤维素主要来源于植物，从植物中提取得到的纤维素通过一定方式溶解后，通过纺丝工艺得到再生纤维素纤维，是实现纤维素的再生和功能化、有效利用纤维素的重要手段。蛋白质是氨基酸结合的肽链，具有很多人体所需的氨基酸，具有良好的生物相容性和护肤保健功能。利用再生或衍生的方法将蛋白质与纤维素相结合制备复合纤维，可以使纤维素纤维具有舒适保健功能，进而可以得到高附加值的纺织面料。
[0003]但是，由于天然高分子极性基团的强烈相互作用，导致蛋白质和纤维素很难直接溶解在一般溶剂中，传统加工方法大多采用有腐蚀的强酸强碱以及其它挥发性有机溶剂，这会对设备、操作人员和环境造成很大危害。N
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甲基吗啉
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N氧化合物（NMMO）和离子液体可以直接溶解纤维素和蛋白质，这为单独制备纤维素纤维和蛋白质纤维提供了的新方法，同时为蛋白质改性纤维素复合纤维提供了新的思路。
[0004]专利CN101113535A公开了一种蛋白质改性纤维素纤维的制备方法，将蛋白质与纤维素溶解在离子液体中，通过干喷湿纺工艺制备蛋白质改性纤维素纤维。专利CN101220523A公开了一种采用溶剂法制备纤维素丝蛋白复合纤维的方法，将粉碎的纤维素、丝蛋白与离子液体混合均匀溶解制备纺丝液，然后再经拉伸、水洗、漂白，再经过上油、干燥工序，得到纤维素丝蛋白复合纤维。上述专利得到的纤维功能性较为单一，容易受到细菌干扰，而且蛋白质之间、蛋白质和纤维素之间都没有化学键结合。
[0005]专利CN112111808A公开了一种纤维素/蛋白质共混纤维及其制备方法，该技术以纤维素溶液I为皮层组分，纤维素/蛋白质共混溶液为芯层组分，采用皮芯复合纺丝方法进行纺丝。该方法虽然解决了蛋白质的流失问题，但蛋白质大多数在芯层，影响共混纤维性能的发挥。
[0006]专利CN104004207A公开了一种离子液体制备玉米芯纤维素材料或共混纤维材料的方法，涉及玉米芯纤维素离子液体溶液、玉米芯纤维素和其它植物纤维素或动物角蛋白纤维共混离子液体溶液的制备技术。该方法中的溶解过程需要在氮气或氩气气氛环境中进行，这需要较多的能源消耗。
[0007]专利CN105803568A公开了一种蚕丝蛋白纤维的制备方法，将粉碎后的蚕茧壳用碳酸钠脱胶后，再溶解在NaOH溶液中制成蚕丝蛋白溶液，然后将该蚕丝蛋白溶液与溶解在NMMO的纤维素溶液共混，并加入纳米芳香助剂，采用干湿法工艺进行纺丝。该方法蚕丝蛋白溶液制备过程中引入的化学物质和加入的功能性纳米芳香助剂会影响NMMO的回收效果以及回收率，使得生产成本较高。
[0008]专利CN108624983A公开了一种纤维素酪蛋白复合纤维的制备方法，该方法是将酪蛋白和纤维素溶解在混合离子液体水溶液中，制得均相混合纺丝原液，然后采用湿法纺丝
工艺制备得到纤维素酪蛋白复合纤维。该方法中混合离子液体的使用会增加离子液体的回收难度，同时回收后混合离子液体中各种离子液体的比例可能会发生变化，从而影响后续溶解效果。
[0009]专利CN109881294A公开了一种离子液法再生纤维素/动物角蛋白复合纤维。该方法是将天然动物角蛋白溶解在离子液中，在交联剂作用下使蛋白质上的氨基与交联剂上的羰基发生亲核化的Schiff碱反应，蛋白质之间形成链状大分子，这些聚合而成的链状蛋白质与天然的纤维素胶液混合，然后进行纺丝制备而成。该方法中交联剂的直接使用会影响离子液体的回收效果，而且使用天然角蛋白直接溶解在离子液体中，天然角蛋白的某些杂质同样也会影响离子液体的回收。
[0010]专利CN110656389A公开了一种抗菌胍化蛋白质天丝纤维的制备方法，是以蛋白粉和双氰胺在含有引发剂醋酸或磷酸的水溶液中进行加成反应制备胍化蛋白液，以NMMO水溶液溶解纤维素浆粕制备纤维素纺丝母液，将所述胍化蛋白液加入纤维素纺丝母液中，采用溶剂法纺丝制备得到胍化蛋白质天丝纤维。该方法中双氰胺、引发剂醋酸或磷酸的使用会影响NMMO的回收，增加生产成本。
[0011]专利CN112410908A公开了一种蛋白质改性纤维素复合纤维及其制备方法和应用，其采用环氧类交联剂，交联剂本身也会发生交联，从而影响后续与蛋白质或纤维素的交联效果，且交联反应的时间较长，影响生产效率，同时环氧类交联剂的使用也会限制该纤维在某些领域的应用。
[0012]此外，纤维中含有的蛋白质在湿热环境下容易滋生细菌，因此，为了提高服装的卫生保健功能，需要研究一种具有抗菌功能的蛋白质复合纤维。

技术实现思路

[0013]本专利技术的目的是：提供一种多功能蛋白质改性莱赛尔纤维，利用茶多酚与蛋白质之间脱水缩合、茶多酚与锌之间络合、蛋白质与纤维素之间的氢键等作用，避免了纤维的原纤化现象，使其具有良好的力学性能，同时赋予纤维抗菌、抗病毒、防紫外线等功能；本专利技术还提供其制备方法。
[0014]本专利技术所述的多功能蛋白质改性莱赛尔纤维的制备方法，包括以下步骤：
[0015]（1）将蛋白质和纤维素经活化处理后，溶解在4
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甲基吗啉
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N
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氧化物（NMMO）或离子液体中，得到共混纺丝液，然后经纺丝、后处理、一道烘干，得到初级蛋白质/纤维素复合纤维丝束；
[0016]（2）先以超临界流体二氧化碳为主溶剂、乙醇为共溶剂携带茶多酚，作为溶胀处理液，对初级蛋白质/纤维素复合纤维丝束进行溶胀处理，再采用无机锌抗菌剂溶液进行吸附处理，然后依次经冷水处理、切断、上油、微波烘干、开松处理，得到多功能蛋白质改性莱赛尔纤维。
[0017]步骤（1）中，所述蛋白质为天然植物蛋白粉体、天然动物蛋白粉体中的一种或多种。包括但不仅限于以下种类：牛皮蛋白、羊毛蛋白、蚕丝蛋白、鱼皮胶原蛋白等动物蛋白粉体；海藻蛋白、大豆分离蛋白等植物蛋白粉体。
[0018]所述蛋白质的活化处理步骤如下：
[0019]将蛋白质经除杂、除脂、除灰分后，进行粉碎，得到中位粒径在13.85~17.96μm的蛋
白质粉体，然后在氮气保护下浸入活化处理剂中，在70~100℃温度下进行溶胀活化处理30~60min，再经过滤、水洗、干燥，得到活化后的粉体状蛋白质。
[0020]优选的，对蛋白质进行粉碎时采用气流粉碎机，粉碎气流压力为0.4~0.8MPa。
[0021]优选的，活化处理剂的原料组成为：巯基乙酸0.10~0.30mol/L、尿素30~80g/L、十二烷基苯磺酸钠或亚硫酸钠4.0~10.0g/L，溶剂为水。
[0022]优选的，溶胀活化处理时，处理浴比（即蛋白质粉体与活化处理剂的质量比）为1:（20~50），处理过程中将蛋白质粉体不断翻滚搅拌。
[0023]优选的，对水洗后的蛋白质进行干燥时，采用喷雾干燥，喷雾干燥工艺条件为：进料温度135~165℃，出料温度75~本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能蛋白质改性莱赛尔纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤（1）将蛋白质和纤维素经活化处理后，溶解在4
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甲基吗啉
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氧化物或烷基咪唑型离子液体中，得到共混纺丝液，然后经纺丝、后处理、一道烘干，得到初级蛋白质/纤维素复合纤维丝束；（2）先以超临界流体二氧化碳为主溶剂、乙醇为共溶剂携带茶多酚，作为溶胀处理液，对初级蛋白质/纤维素复合纤维丝束进行溶胀处理，再采用无机锌抗菌剂溶液进行吸附处理，然后依次经冷水处理、切断、上油、微波烘干、开松处理，得到多功能蛋白质改性莱赛尔纤维。2.根据权利要求1所述的多功能蛋白质改性莱赛尔纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述蛋白质为天然植物蛋白粉体、天然动物蛋白粉体中的一种或多种；所述蛋白质的活化处理步骤如下：将蛋白质经除杂、除脂、除灰分后，进行粉碎，得到中位粒径在13.85~17.96μm的蛋白质粉体，然后在氮气保护下浸入活化处理剂中，在70~100℃温度下进行溶胀活化处理30~60min，再经过滤、水洗、干燥，得到活化后的粉体状蛋白质。3.根据权利要求2所述的多功能蛋白质改性莱赛尔纤维的制备方法，其特征在于：活化处理剂的原料组成为：巯基乙酸0.10~0.30mol/L、尿素30~80g/L、十二烷基苯磺酸钠或亚硫酸钠4.0~10.0g/L，溶剂为水；优选的，溶胀活化处理时，处理浴比为1:（20~50）。4.根据权利要求1所述的多功能蛋白质改性莱赛尔纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述纤维素的甲种纤维素含量≥92wt.%，灰分含量＜0.15wt.%，平均聚合度为650~1000；所述纤维素的活化处理步骤如下：先采用浓度240~250g/L、温度45~50℃的氢氧化钠溶液对纤维素进行浸渍，然后经水洗、压榨、粉碎处理，得到活化后的粉体状纤维素。5.根据权利要求1所述的多功能蛋白质改性莱赛尔纤维的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述共混纺丝液中，活化处理后的蛋白质和纤维素的质量比为10:90~90:10...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，
申请(专利权)人：潍坊维尼新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：