[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)可控蓖麻蠶平板絲天然聚合材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-06-01
• 公開（公告）號: CN113174641B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設計）人: 周彬;王慧玲;周紅濤;陳佳麗;黃詩慧;趙士源;王遠洋;惠有能;陶宇璇
• 申請（專利權(quán)）人: 鹽城工業(yè)職業(yè)技術學院
• 主分類號: D01B7/00
• 分類號: D01B7/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 孫昱

本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)可控蓖麻蠶平板絲天然聚合材料及其制備方法，通過分組飼養(yǎng)、添食蛻皮激素、分組交叉吐絲的方式，獲得蓖麻蠶平板絲，該平板絲具有多層，各層混合有繭衣、繭層和繭襯，保暖性、蓬松度和彈性性能優(yōu)異。本發(fā)明的有益效果在于其加工方法簡單，生產(chǎn)平板絲，省去了剝繭、煮繭、取絲的工序，不會斷絲，避免傳統(tǒng)繅絲工序繭衣繭襯作為下腳料處理浪費原料的現(xiàn)狀，利用蠶吐平板絲遵循繭衣?繭層?繭襯的結(jié)構(gòu)規(guī)律，各層均混合有繭衣、繭層和繭襯，色澤、氣味、蓬松度等都優(yōu)于傳統(tǒng)加工方法，通過高溫高壓水脫膠處理，最大限度保護平板絲原有結(jié)構(gòu)，不使用化學試劑，具有環(huán)保性，平板絲具有優(yōu)良的結(jié)構(gòu)和彈性。

技術領域

本發(fā)明屬于天然生物聚合材料的技術領域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)可控蓖麻蠶平板絲天然聚合材料及其制備方法。

背景技術

蠶繭是蠶用兩根表面覆有絲膠的連續(xù)長絲按照“程序化”的工藝構(gòu)建的作為適應自然環(huán)境及抵御其它天敵侵害以完成正常生命活動的理想的場所，是一種天然的結(jié)構(gòu)合理、功能多樣的生物聚合物材料。蠶吐絲的工藝經(jīng)過了長期的自然選擇和廣泛的進化，盡管其外形小重量輕，但其結(jié)構(gòu)復雜、功能獨特，特別是生活在外部復雜環(huán)境的野蠶(如蓖麻蠶)，其繭的結(jié)構(gòu)和形態(tài)更具有特殊性。蠶吐絲一般按照繭衣、繭層、繭襯的順序，繭衣是蠶初作繭時在繭外所吐的散絲，繭衣比較蓬松，繭層是整個繭的主要部分，相對繭衣要規(guī)整，繭襯是繭的最內(nèi)層，表面光亮、結(jié)構(gòu)致密，繭層具有明顯的多層結(jié)構(gòu)，層與層之間有序連接，各繭層在組分、形態(tài)結(jié)構(gòu)、機械力學性能上有明顯的差異，蠶繭雖然具有特殊的結(jié)構(gòu)和功能，卻很難作為材料直接應用，目前多是通過繅絲織造或者蠶絲降解作為其它生物原料，破壞蠶繭的天然結(jié)構(gòu)，無法發(fā)揮蠶絲特有的生物和理化性能。

蓖麻蠶是野外生長的野蠶，蓖麻蠶是世界上僅次于桑蠶、柞蠶的第三大蠶，其飲食具有多樣性，主要以蓖麻葉、木薯葉、臭椿葉等為食，結(jié)繭的周期一般為15-18天，僅為家蠶結(jié)繭周期的一半左右，然而蓖麻蠶繭的體積和質(zhì)量分別為桑蠶繭的1.8倍和1.3倍。蓖麻蠶具有多化性，在適宜條件下無滯育期，可全年連續(xù)飼養(yǎng)，在中國一年可連續(xù)7次繁育，因此其原料來源極其豐富，經(jīng)濟效益非常可觀。蓖麻蠶繭兩端尖細，形如棗核，中部膨大，腰幅兩側(cè)尺寸不相等，也有的呈不規(guī)則的三角形，尾部封閉，頭部有一個出娥小孔(羽化孔)。蓖麻蠶繭的繭衣又厚又多，約占繭殼重量的1/3，繭層較薄且松軟，缺少彈性，有明顯的分層，與繭衣無明顯的界限，蠶繭內(nèi)層緊密。蓖麻蠶繭一端留有小孔，導致其解舒絲長很短，一般只有15～25m，其纖度偏差較大，在0.83～1.65dtex之間，不能繅絲，目前國內(nèi)外對于蓖麻蠶絲的應用主要集中在絹紡，或者加工蠶絲被胎，或者通過再生蠶絲蛋白的方式進行復合材料的研究開發(fā)，但其工藝流程較長，由于傳統(tǒng)結(jié)繭方式結(jié)出來的繭，需要經(jīng)過剝繭、煮繭、取絲等環(huán)節(jié)才能進行深加工，既費時、又費力，極大地限制了其應用和推廣，功能單一，產(chǎn)品的附加值極低，資源浪費明顯。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術中傳統(tǒng)結(jié)繭方式費時、費力且附加值低的缺陷，從而提供一種結(jié)構(gòu)可控蓖麻蠶平板絲天然聚合材料及其制備方法，通過控制放在吐絲板上處于不同吐絲階段的蠶同時吐絲，可以獲得不同厚度、平方米重、孔隙率、繭層數(shù)量的結(jié)構(gòu)“可控”的蠶繭材料，直接作為復合材料應用。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：一種結(jié)構(gòu)可控蓖麻蠶平板絲天然聚合材料的制備方法，其包括以下步驟：(1)分組飼養(yǎng)不同時間孵化出的蠶，各組蠶的孵化時間間隔相同；(2)待各組蠶到5齡見熟10％-15％時，添食蛻皮激素，使同組蠶結(jié)繭時間一致；(3)待95％以上的熟蠶出現(xiàn)，進行充分排糞和排尿；(4)按照步驟(1)中各組蠶的孵化時間的順序，將各組蠶放置吐絲板上進行吐絲，吐絲結(jié)束后即將蓖麻蠶清理出吐絲板，獲得平板絲。

優(yōu)選的，步驟(1)中，所述每組蠶，其數(shù)量相同且不超過500只；所述孵化時間不同，其為相鄰的每組蠶的孵化時間間隔為0.5-1天。

優(yōu)選的，步驟(2)中，所述蛻皮激素的添加方式為將蛻皮激素水溶液均勻灑在蓖麻葉上，其中蛻皮激素水溶液質(zhì)量百分比濃度為0.001％-0.003％，蛻皮激素水溶液質(zhì)量與蓖麻葉的質(zhì)量比為1:(5-8)。