[發明專利]用多元羧酸作為交聯劑制備蛋白質/聚乙烯醇復合纖維的方法

有效

• 申請號: 201210042482.8
• 申請日: 2012-02-23
• 公開（公告）號: CN102605461A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 姜猛進;韋嘯;葉光斗;徐建軍;李俊繁;劉曉惠;游彥;晏明;彭華金
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: D01F8/02
• 分類號: D01F8/02;D01F8/10;D01F11/02;D01F11/06
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 鄧繼軒

技術領域

本發明涉及一種用多元羧酸作為交聯劑制備蛋白質/聚乙烯醇復合纖維的方法。屬于蛋白功能纖維的制造領域。?

相關背景?

天然蛋白質是自然界提供給人類的極有價值的東西，以纖維狀態對其加以利用有很大的應用前景，其纖維舒適、柔軟、易染色。但純粹的蛋白纖維成纖性差、強度低、紡絲困難。而聚乙烯醇可紡性好，經紡絲、熱處理和縮醛化后的纖維具有較高強度、耐磨性和吸濕性。將蛋白質與聚乙烯醇復合可彌補聚乙烯醇染色性差、彈性回復率低等缺點，同時結合了蛋白質的親膚性、易染色性和聚乙烯醇的可紡性、耐磨性、高強度和吸濕性。?

目前有多種植物蛋白和動物蛋白被用于與聚乙烯醇進行共混紡絲的研究與開發，如中國專利200410042731.9、01104271.0、01106274.6、90106200.6中分別提供了以油菜籽蛋白、大豆分離蛋白、牛奶蛋白、絲蛋白與聚乙烯醇的復合纖維的制備方法。蛋白復合纖維功能多、用途廣，作為服用纖維生產出的衣物具有親膚性、透氣性和導濕性，是一類穿著十分舒適的纖維；作為人造毛發制品具有較好的染色性、阻燃性和舒適性；另外蛋白復合纖維以其出色的人體親和性在生物醫學材料領域被廣泛研究，中國專利CN101187089A公開了一種絲素蛋白與聚乙烯醇共混抗菌納米纖維的制備方法，這種纖維可作為組織工程支架用纖維材料。?

蛋白質與聚乙烯醇共混屬于熱力學不相容體系，單純的蛋白質與聚乙烯醇共混紡絲原液長時間放置會發生相分離，因此需加入交聯劑對兩組分進行交聯，改善其相容性，同時各種蛋白/聚乙烯醇復合纖維在使用和洗滌過程中蛋白質極易發生流失，因此也需要通過交聯劑將蛋白“固定”在聚乙烯醇分子鏈上。中國專利200510020902公開了一種用金屬離子做交聯劑改性膠原蛋白-聚乙烯醇復合纖維的方法，是在含有膠原蛋白和聚乙烯醇的基礎上，加入起螯合交聯作用的金屬離子，制備的復合纖維不僅強度高，而且蛋白質含量高，分布均勻，染色性好，生產成本低，并具有一定的防霉抗菌作用。但金屬離子的螯合?交聯屬于物理交聯作用，交聯穩定性差，纖維后處理過程和使用過程中膠原蛋白容易流失。中國專利CN1234926C公開了一種植物蛋白質合成纖維的制備方法，通過在紡絲溶液內加入硼酸、硼砂或磷酸鈉制備粘度為120～400秒的紡絲原液，制得的纖維透氣性好，親膚性好，但硼酸、硼砂或磷酸鈉只能起絡合作用，對蛋白的固定效果很差。中國專利CN100558957C公開了一種用戊二醛作交聯劑制備膠原蛋白/聚乙烯醇復合纖維的方法，是將膠原蛋白、聚乙烯醇和戊二醛按一定濃度分別溶解在去離子水中，再將膠原蛋白溶液分散在聚乙烯醇溶液中，用酸或堿調節pH＝5～11后加入戊二醛溶液形成紡絲原液，經濕法紡絲、凝固、后處理得到膠原蛋白/聚乙烯醇復合纖維。其中，戊二醛通過化學鍵接交聯膠原蛋白與聚乙烯醇，能有效“固定”蛋白質，得到的纖維不僅強度高、蛋白含量高，且耐熱水性好，染色性好。但戊二醛具有一定生物毒性，在纖維的制備和使用過程中都不利于人體健康，同時在縮甲醛過程中，纖維中戊二醛形成的交聯點極易在酸性條件下斷裂，造成纖維縮甲醛化過程中蛋白質大量流失。?

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供一種用多元羧酸作為交聯劑制備蛋白質/聚乙烯醇復合纖維的方法。其特點是：紡絲溶液包括水、蛋白質、聚乙烯醇以及有機多遠羧酸交聯劑混合形成的紡絲原液，經濕法紡絲制成初生纖維，再經熱拉伸、熱定型及縮醛化等步驟制得成品纖維。工藝簡單易操作，采用有機多元羧酸類化合物作交聯劑，無生物毒性，且屬于化學交聯作用，交聯化學鍵為酯鍵或酰胺鍵，在縮醛化浴的強酸性條件下交聯點穩定，交聯效果好。?

本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數。?

用多元羧酸交聯蛋白質/聚乙烯醇復合纖維的制備方法包含以下步驟：?

(1)蛋白質/聚乙烯醇復合紡絲原液的制備?

將蛋白質5～18重量份、聚乙烯醇15～26.5重量份，多元羧酸交聯劑0.8～2重量份，加入66.5～79.2重量份去離子水中，在攪拌下，于溫度90～98℃，溶解3～8h，制得紡絲原液；?

(2)原液的濕法紡絲?

將紡絲原液加壓過濾、脫泡，在溫度60～90℃經計量泵、過濾器，從孔徑0.06～0.4mm的濕法紡絲噴絲頭噴出，紡絲細流在凝固浴中凝固成型，并進行1～6倍的濕態拉伸后制得初生纖維；?

(3)初生纖維的后處理?