【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于菌丝体纤维的高强度可降解皮革及其制备方法，属于生物基材料。
技术介绍
1、天然皮革制品因其良好的弹性、耐磨性、透水汽性及机械性能，至今仍被广泛应用于人们的日常生活中。但因动物资源匮乏、产品价格昂贵等问题，天然皮革的发展受到诸多限制。同时，随着科技的发展和技术的进步，合成革产品质量有了质的飞跃，其中超细纤维合成革产品质量、品类都得到了飞速发展，性能也可以与天然皮革相媲美，一些性能甚至超过天然皮革，目前超纤合成革逐渐代替天然皮革被广泛于居家沙发、汽车座椅、服装鞋帽等。但制备合成的主要成分合成纤维和聚氨酯，其原料均来自于石油产品，废弃后降解周期长，而且生产过程中使用大量有机溶剂，对环境产生重大影响。在此背景下，开发对环境友好的可降解皮革制品具有重要意义。
2、植物纤维是大自然中储量丰富的天然纤维材料，是合成革中石油基化纤原料的理想替代品。专利cn115418866a报道了利用植物韧皮纤维，如菠萝叶纤维、椰壳纤维，通过自下而上依次叠层的方式制备可降解人造革的方法。专利cn111455681a报道了利用农林废弃物，如农作物秸秆、木材，通过蒸煮、打浆制备可降解人造革的方法。除此之外，基于天然材料或废弃物的，如苹果、菠萝、仙人掌和菌丝体皮革受到越来越多的关注，其中菌丝体皮革纤维直径小(约1-5μm)、触感柔软、透气性好，更类似动物皮革中纤维组织，同时具有优异的可降解性，被视为最具发展潜力的纯素皮革材料之一。但目前的菌丝体材料耐弯折、耐磨耗性、力学性能差，在压力作用下容易分层、撕裂。因此提升菌丝体材料的综合性能
技术实现思路
1、针对上述问题，专利技术人结合菌丝体生长特性，以提升耐弯折、耐磨耗以及力学性能为目标进行专利技术创造。考虑到菌丝体纤维喜好在亲水性材料上生长，但生长过程中微生物又会对亲水性材料产生降解、破坏作用，降低力学性能。对此提出将亲水性纤维素纤维和合成纤维通过包芯纱形式复合，制成网孔织物，利用纤维素纤维部分促进菌丝体的生长，合成纤维部分保障产品的机械性能。同时菌丝体和纤维素纤维原位相互缠绕，纤维素纤维和合成纤维相互原位缠绕，有效提升了界面粘附性能。又考虑到菌丝体纤维、纤维素纤维的亲水特性，及其与聚氨酯材料的界面相容性，采用原位接枝的方式在其纤维表面接枝聚乳酸大分子链段，进一步保障最终产品的耐弯折、耐磨耗以及力学等性能。
2、技术方案：
3、本专利技术提供一种基于菌丝体纤维制备高强度可降解皮革的方法，包括如下步骤：
4、(1)网眼织物的制备
5、以聚乳酸长丝为芯纱，天然或再生的纤维素短纤维为包覆纱，经纺纱制得纤维素聚乳酸包芯纱，再经结构设计、织造得到网眼织物；
6、(2)菌丝体皮革贝斯的制备
7、将步骤(1)制备的网眼织物叠放在含有孢子的培养基上进行固态发酵，发酵结束后，依次经热压、改性、交联处理、增塑处理、含浸聚氨酯、干燥，得到菌丝体皮革贝斯；
8、(3)高强度可降解皮革的制备
9、将步骤(2)制备的菌丝体皮革贝斯，经打磨、贴面、吸纹或压纹，制得基于菌丝体纤维的高强度可降解皮革成品。
10、在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(1)的聚乳酸长丝是总纤度在100d-300d的聚乳酸长丝。
11、在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(1)的天然纤维是棉纤维，再生纤维素短纤维包括粘胶短纤维、天丝短纤维。
12、在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(1)的纤维素聚乳酸包芯纱中纤维素短纤维和聚乳酸的质量比为1：1-2。
13、在本专利技术的一种实施方式中，步骤(1)所述网眼织物的网孔大小在2-5mm，织物克重为100-200g/m2。进一步地，所述网眼织物的网孔大小在3-5mm。
14、在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(2)中含有孢子的培养基通过如下方法制得：将
15、玉米芯、麸皮、面粉和水混合、灭菌，然后将带有孢子的无菌水均匀喷洒到培养基表面，于28℃、65％湿度条件下，避光培养5天。
16、在本专利技术的一种实施方式中，所述孢子是指但不限于如下任意一种或多种组合：灵芝、平菇、香菇、草菇、口菇、金针菇、猴头菇、白玉菇、杏鲍菇、双孢菇、木耳、银耳、鸡油菌、羊肚菌、北风菌、竹荪、裂褶菌的孢子。
17、在本专利技术的一种实施方式中，玉米芯、麸皮、面粉的质量比为3：1：1。
18、在本专利技术的一种实施方式中，水相对玉米芯、麸皮和面粉的总质量的百分数为60％。
19、在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(2)中热压的温度为60-120℃，时间为1-3min。
20、在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(2)的改性是先将热压后的菌丝体纤维/网眼织物复合基布浸渍催化剂，然后浸泡在120℃的丙交酯中，通过在菌丝体纤维表面发生丙交酯的原位开环聚合，实现聚乳酸分子链段对菌丝体纤维的表面接枝改性，并用乙醇冲洗去除未反应的丙交酯单体。
21、在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(2)的交联处理是指将改性后的菌丝体纤维/网眼织物复合基布在1-10(w/w)％的柠檬酸、丁烷四羧酸或乙二醇二缩水甘油醚的水溶液中三浸三轧，然后在100-120℃条件下干燥30-60min。
22、在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(2)的增塑处理是指将交联后的复合基布在1-10(w/w)％的甘油、丙二醇或邻苯二甲酸二丁酯水溶液中三浸三轧，然后干燥除水。
23、在本专利技术的一种实施方式中，所述步骤(2)的含浸聚氨酯是指将增塑后的复合基布在含有20-80wt％生物基水性聚氨酯、0.5-2wt％增稠剂羧甲基纤维素、1-5wt％制孔剂食盐颗粒的混合溶液中三浸三轧。
24、进一步地，混合溶液中含有40-60wt％生物基水性聚氨酯。
25、在本专利技术的一种实施方式中，所制备的菌丝体皮革贝斯还需要经过打磨、贴面、吸纹或压纹，才可得到透水汽、耐弯折、耐磨耗以及力学等综合性能优异的可降解皮革成品。
26、本专利技术基于上述方法制备提供一种高强度可降解皮革。
27、本专利技术还提供上述高强度可降解皮革在居家沙发、汽车座椅、服装鞋帽领域中的应用。
28、有益效果
29、1、本专利技术设计利用纤维素纤维和聚乳酸纤维复合的包芯纱，兼顾了菌丝体生长和保障力学性能的双重要求。
30、2、采用包芯纱设计不同网孔大小的织物作为菌丝体纤维生长的三维支架，提升了菌丝体和织物间的界面粘附作用，也进一步保障了最终皮革制品的耐弯折、耐磨耗和机械性能。
31、3、在菌丝体纤维表面接枝聚乳酸分子链段，实现了对亲水性菌丝体纤维的疏水化改性，更有利于其与聚氨酯的界面粘合，有助于提升最终革制品的耐弯折、耐磨耗和力学性能。
32、4、本专利技术在达到综合性能提升的前提下，选用纤维素纤维、可降解聚乳酸纤维为原料，没有破坏菌丝体材料整体可降解的特性。此外，本专利技术以水性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于菌丝体纤维制备高强度可降解皮革的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)的聚乳酸长丝是总纤度在100D-300D的聚乳酸长丝；天然纤维是棉纤维；再生纤维素短纤维包括粘胶短纤维、天丝短纤维；纤维素聚乳酸包芯纱中纤维素短纤维和聚乳酸的质量比为1：1-2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述网眼织物的网孔大小在2-5mm，织物克重为100-200g/m2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中含有孢子的培养基通过如下方法制得：将玉米芯、麸皮、面粉和水混合、灭菌，然后将带有孢子的无菌水均匀喷洒到培养基表面，于28℃、65％湿度条件下，避光培养一段时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中热压的温度为60-120℃，时间为1-3min；改性是先将热压后的菌丝体纤维/网眼织物复合基布浸渍催化剂，然后浸泡在120℃的丙交酯中，通过在菌丝体纤维表面发生丙交酯的原位开环聚合，实现聚乳酸分子链段对菌丝体纤维的表面接枝改性，并
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)的交联处理是指将改性后的菌丝体纤维/网眼织物复合基布在1-10wt％的柠檬酸、丁烷四羧酸或乙二醇二缩水甘油醚的水溶液中三浸三轧，然后在100-120℃条件下干燥30-60min。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，增塑处理是指将交联后的复合基布在1-10wt％的甘油、丙二醇或邻苯二甲酸二丁酯水溶液中三浸三轧，然后干燥除水。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)的含浸聚氨酯是指将增塑后的复合基布在含有20-80wt％生物基水性聚氨酯、0.5-2wt％增稠剂羧甲基纤维素、1-5wt％制孔剂食盐颗粒的混合溶液中三浸三轧。
9.权利要求1-8任一项所述方法制备得到的高强度可降解皮革。
10.权利要求9所述的高强度可降解皮革在居家沙发、汽车座椅、服装鞋帽领域中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于菌丝体纤维制备高强度可降解皮革的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)的聚乳酸长丝是总纤度在100d-300d的聚乳酸长丝；天然纤维是棉纤维；再生纤维素短纤维包括粘胶短纤维、天丝短纤维；纤维素聚乳酸包芯纱中纤维素短纤维和聚乳酸的质量比为1：1-2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述网眼织物的网孔大小在2-5mm，织物克重为100-200g/m2。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中含有孢子的培养基通过如下方法制得：将玉米芯、麸皮、面粉和水混合、灭菌，然后将带有孢子的无菌水均匀喷洒到培养基表面，于28℃、65％湿度条件下，避光培养一段时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中热压的温度为60-120℃，时间为1-3min；改性是先将热压后的菌丝体纤维/网眼织物复合基布浸渍催化剂，然后浸泡在120℃的丙交酯中，通过在菌丝体纤维表面发生丙...
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