【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纺织，尤其涉及一种纳米角蛋白纤丝的制备方法。
技术介绍
1、动物毛发作为重要的天然纤维原料，在我国纺织工业中得到广泛应用。然而在羊毛纺织产业中产生了大量无法直接用于生产的废料，包括粗毛、短毛和异质毛，以及工业过程中产生的下脚料。对这些废料进行回收利用不仅有助于提高企业附加值，促进可持续发展，还能减少废弃物对环境的负担。每年产生的废弃毛制品，如果不得当处理，可能导致资源浪费和环境污染。其中羊毛是全球主要的消费品之一。
2、羊毛中的纤维主要由角蛋白组成，与其他蛋白质材料不同，角蛋白通常含有较高的二硫键，并且其结构相当稳定，使其不溶于水。这种特性使得一般的蛋白质溶解方法难以起到溶解角蛋白的作用，增加了实现有效提取的挑战。因此，要实现角蛋白的广泛应用，需要开发经济高效的提取方法。
3、目前，羊毛纤维中的角蛋白可以通过多种提取方法，如氧化、还原、亚硫酸分解和过热水解等。然而，在常用的角蛋白提取方案中，除了溶解过程对肽键造成的过度破坏导致难以提取分子量大的角蛋白外，还会产生大量废液，其中的副产物如果处理不当同样会对环境造成不小的压力。因此，在开发提取方法的过程中，需综合考虑提取效率、环保性以及产生的废弃物对环境的影响。这样才能实现对羊毛废料的高效转化，使之成为一种更加可持续的资源。
4、公开号为cn116333085a的专利提供了一种提取角蛋白的方法，该方法通过还原剂使角蛋白中的二硫键裂解，随后角蛋白溶解，最后收集角蛋白溶液并提取得到角蛋白，角蛋白分子量在45-60kda之间。公开号为cn1
5、有鉴于此，有必要设计一种纳米角蛋白纤丝的制备方法，以解决上述问题。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种纳米角蛋白纤丝的制备方法，在仅添加少量的化学试剂且不溶解角蛋白的情况下就可提取完整度高、集中度高的纳米角蛋白纤丝。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种纳米角蛋白纤丝的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、将经过清洗、脱脂后的动物毛发进行粉碎处理得到毛发粉末；
4、s2、在所述毛发粉末中，先加入预定浓度的浸润剂溶液或浸润剂乳液进行第一次搅拌，再加入预定量的分解剂进行第二次搅拌，接着进行高压破碎处理；
5、s3、步骤s2结束后，在预定温度下蒸发至预定时间即可提取到纳米角蛋白纤丝。
6、进一步地，步骤s2中，所述浸润剂溶液或所述浸润剂乳液的预定浓度为0.01～5mol/l；所述毛发粉末与所述浸润剂溶液或所述浸润剂乳液的质量比为1:10～30。
7、进一步地，所述浸润剂中的溶质包括n-甲基吗啉-n-氧化合物、碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、氨水、氢氧化钠中的一种；所述浸润剂中的溶剂包括水、乙醇溶液中的一种；所述乙醇溶液中的无水乙醇与水的质量比为1/9:9。
8、进一步地，步骤s2中，所述分解剂的预定量为所述毛发粉末质量的0.5～2％；所述分解剂中的溶质包括三羧乙基膦、二巯基乙醇、l-半胱氨酸、巯基乙酸、二硫苏糖醇、溴化锂中的一种；所述分解剂中的溶剂包括水、乙醇溶液中的一种；所述乙醇溶液中的无水乙醇与水的质量比为1/9:9。
9、进一步地，步骤s2中，进行所述高压处理的过程为：在1～120mpa的压强的高压均质机中处理1～5min。
10、进一步地，步骤s1中，所述毛发粉末中纤维的长度为0.1～10mm。
11、进一步地，步骤s3中，进行所述提取过程为：在30～80℃的恒温箱中蒸发1～72h。
12、进一步地，步骤s2中，进行所述第一次搅拌的过程为：在15～80℃下，以30～300转/min的转速搅拌0.5～4h；进行所述第二次搅拌的过程为：以10～100转/min的转速搅拌1～10min。
13、进一步地，步骤s1中，进行所述脱脂过程为将所述动物毛发和中性洗涤剂置于水中浸泡；所述中性洗涤剂的质量为所述动物毛发质量的1～20wt％；所述中性洗涤剂包括十二烷基硫酸盐、椰油酰胺丙基甜菜碱、十二醇聚醚、脂肪醇聚醚硫酸盐中的一种。
14、进一步地，步骤s1中，所述动物毛发含有角蛋白；所述动物毛发包括羊毛；所述羊毛包括剪毛废料、羊毛织物废弃物、羊毛生产加工废弃物中的一种或多种。
15、本专利技术的有益效果是：
16、1、本专利技术提供的一种纳米角蛋白纤丝的制备方法通过将高压均质法与化学试剂相结合，使得在仅使用少量的化学试剂的情况下且不破坏角蛋白二硫键整体连接的过程中即可提取出纳米角蛋白纤丝，这一制备方法既经济又环保，同时具有高效性。另外，使用极少量的化学试剂也意味着几乎不影响角蛋白主链的肽键(-conh-)结构，从而避免了产生难以利用的角蛋白小分子的问题，进而所得到的角蛋白纤丝具有高完整度、良好的集中性和高纯度。二硫键还原所产生的巯基容易被氧化，而在高压力下，由于压力的作用，使得二硫键难以重建，因此不需要再加入表面活性剂，进一步简化了工序，有助于资源的节约。
17、2、本专利技术提供的一种纳米角蛋白纤丝的制备方法采用废弃的毛发边角料，有助于减轻这些废旧羊毛对环境的影响，同时实现了废物的有效利用，从而带来经济效益。
18、3、本专利技术提供的一种纳米角蛋白纤丝的制备方法通过添加浸润剂使羊毛膨胀，打开羊毛表面的鳞片结构，更便于后续工序中分解剂进入羊毛内部，提高分解剂对羊毛细胞间质的分解效率；再通过添加分解剂能将角蛋白二硫键整体连接的过程中开辟一个缺口；接着在高的压力下，通过力与化学的相互作用，扩大通过分解剂打开的二硫键整体缺口，从而导致细胞间质中角蛋白的二硫键完全断开，如此协同最终得到理想的纳米角蛋白纤丝。
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1.一种纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述浸润剂溶液或所述浸润剂乳液的预定浓度为0.01～5mol/L；所述毛发粉末与所述浸润剂溶液或所述浸润剂乳液的质量比为1:10～30。
3.根据权利要求2所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：所述浸润剂中的溶质包括N-甲基吗啉-N-氧化合物、碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、氨水、氢氧化钠中的一种；所述浸润剂中的溶剂包括水、乙醇溶液中的一种；所述乙醇溶液中的无水乙醇与水的质量比为1/9:9。
4.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述分解剂的预定量为所述毛发粉末质量的0.5～2％；所述分解剂中的溶质包括三羧乙基膦、二巯基乙醇、L-半胱氨酸、巯基乙酸、二硫苏糖醇、溴化锂中的一种；所述分解剂中的溶剂包括水、乙醇溶液中的一种；所述乙醇溶液中的无水乙醇与水的质量比为1/9:9。
5.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤S2中，进行所
6.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述毛发粉末中纤维的长度为0.1～10mm。
7.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤S3中，进行所述提取过程为：在30～80℃的恒温箱中蒸发1～72h。
8.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤S2中，进行所述第一次搅拌的过程为：在15～80℃下，以30～300转/min的转速搅拌0.5～4h；进行所述第二次搅拌的过程为：以10～100转/min的转速搅拌1～10min。
9.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤S1中，进行所述脱脂过程为将所述动物毛发和中性洗涤剂置于水中浸泡；所述中性洗涤剂的质量为所述动物毛发质量的1～20wt％；所述中性洗涤剂包括十二烷基硫酸盐、椰油酰胺丙基甜菜碱、十二醇聚醚、脂肪醇聚醚硫酸盐中的一种。
10.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述动物毛发含有角蛋白；所述动物毛发包括羊毛；所述羊毛包括剪毛废料、羊毛织物废弃物、羊毛生产加工废弃物中的一种或多种。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述浸润剂溶液或所述浸润剂乳液的预定浓度为0.01～5mol/l；所述毛发粉末与所述浸润剂溶液或所述浸润剂乳液的质量比为1:10～30。
3.根据权利要求2所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：所述浸润剂中的溶质包括n-甲基吗啉-n-氧化合物、碳酸钠、碳酸氢钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钠、氨水、氢氧化钠中的一种；所述浸润剂中的溶剂包括水、乙醇溶液中的一种；所述乙醇溶液中的无水乙醇与水的质量比为1/9:9。
4.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述分解剂的预定量为所述毛发粉末质量的0.5～2％；所述分解剂中的溶质包括三羧乙基膦、二巯基乙醇、l-半胱氨酸、巯基乙酸、二硫苏糖醇、溴化锂中的一种；所述分解剂中的溶剂包括水、乙醇溶液中的一种；所述乙醇溶液中的无水乙醇与水的质量比为1/9:9。
5.根据权利要求1所述的纳米角蛋白纤丝的制备方法，其特征在于：步骤s2中，进行所述高压处理的过程为：在1～120mpa的压强的高压均质机中处理...
【专利技术属性】
技术研发人员：李文斌，陈千福，华克润，陈运娜，鲍孟哲，崔卫刚，徐卫林，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：
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