[發(fā)明專利]同一取代基接入兩條雙嵌段聚合物鏈的羽毛蛋白漿料及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211320157.3
• 申請日: 2022-10-26
• 公開（公告）號: CN115636911B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李偉;張悅;閆紅芹;王英灃;吳宇潔;劉倩;程雪冬;彭博;李妙龍
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工程大學(xué)
• 主分類號: C08F293/00
• 分類號: C08F293/00;C08H1/06;D06M15/15;D06M15/263;D06M101/06;D06M101/32
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 34102
• 代理人: 王琪;徐善民

同一取代基接入兩條雙嵌段聚合物鏈的羽毛蛋白漿料，羽毛蛋白大分子上連接有二溴丁二酸酯官能團作為引發(fā)劑，二溴丁二酸酯官能團的兩個溴均被一個聚合物鏈取代，聚合物鏈由親水單體單元組成的親水嵌段和疏水單體單元組成的疏水嵌段連接而成，親水嵌段由衣康酸單體聚合連接形成，疏水嵌段由丙烯酸乙酯單體聚合連接形成，蛋白大分子引發(fā)劑具有僅以水作為溶劑即可制備，反應(yīng)時間短，不需無氧環(huán)境，不需復(fù)雜的冰水浴環(huán)境，反應(yīng)過程容易控制，引入更多的聚合物鏈，將更好發(fā)揮聚合物鏈對蛋白的作用以及聚合物鏈與纖維間的作用，增強蛋白對滌/棉紗的低溫粘附性能，非常適用于滌/棉紗的低溫上漿。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及同一取代基接入兩條雙嵌段聚合物鏈的羽毛蛋白漿料及制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

羽毛絨源于水禽養(yǎng)殖伴生物，具有來源豐富等優(yōu)勢；羽毛絨加工指對鵝、鴨等禽類羽毛進行加工成標(biāo)準(zhǔn)毛的生產(chǎn)活動。每年家禽加工業(yè)以及羽絨制造業(yè)所產(chǎn)生的羽絨廢棄物達到百萬噸級，羽絨廢棄物中含量在80％以上為羽毛蛋白(主要為角蛋白)，如此豐富的可再生蛋白資源常常被人們忽略而當(dāng)作垃圾進行處理，采用傳統(tǒng)的處理方法(如：焚燒、填埋)，不僅產(chǎn)生大氣污染，而且因蛋白難以短時間內(nèi)降解，會給土壤環(huán)境造成極大負擔(dān)，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。

紡織經(jīng)紗上漿是織造過程中的一道關(guān)鍵工序，對短纖維經(jīng)紗而言目的是提高其斷裂強度，降低其表面毛羽，提高其耐磨性，盡量保持經(jīng)紗原有的彈性；對長絲經(jīng)紗而言主要目的是提高長絲間的集束性。從而達到降低織造斷頭率、提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量的效果。進行紡織經(jīng)紗上漿必不可少的材料是紡織漿料，其性能的好壞直接影響到織造效率和紡織品的質(zhì)量。

當(dāng)前，紡織經(jīng)紗上漿領(lǐng)域所使用的漿料市場上主要是淀粉類、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸類。淀粉類漿料，雖來源廣，價格低，易被生物降解，但是其形成的水介質(zhì)漿液低溫下會發(fā)生老化、形成的漿膜脆硬，對合成纖維(如滌綸纖維)粘附性差，嚴(yán)重影響了它的使用效果。通常要與PVA混合使用，目前在經(jīng)紗上漿領(lǐng)域還暫時離不開PVA漿料組分，但是，PVA不僅價格昂貴，而且退漿困難，不易完全退凈，生物可降解性很差，污染水體環(huán)境，成為紡織及印染的最大污染源，所以在不影響漿紗質(zhì)量的前提下，如何有效降低經(jīng)紗上漿中PVA漿料的使用量，是一項十分迫切的任務(wù)。此外，世界性的“糧食危機”已日益嚴(yán)峻，全球范圍內(nèi)糧食價格近幾年來更是大幅增長，淀粉的價格也是水漲船高，“上漿不用糧”的需求又顯得迫切起來。

電子轉(zhuǎn)移再生催化劑原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ARGET?ATRP)接枝體系是基于ATRP體系改進研發(fā)的一種活性可控自由基聚合。與傳統(tǒng)自由基聚合相比，具有可適用更多種類單體、還原劑參與反應(yīng)可以消耗氧氣，允許反應(yīng)體系中少量氧的存在、聚合條件溫和等優(yōu)勢。此外，利用ARGET?ATRP技術(shù)可合成分子量可控、分子量分布窄，結(jié)構(gòu)明晰且具有多種結(jié)構(gòu)類型的聚合物，還可實現(xiàn)高聚物分子鏈上嵌段聚合物的接入。通常情況下，利用此技術(shù)在天然大分子(如：淀粉、纖維素等)上接入聚合物鏈，主要是先讓天然大分子與含溴試劑(常用的為2-溴代異丁酰溴)發(fā)生反應(yīng)，制備出含溴的大分子引發(fā)劑，再與單體發(fā)生反應(yīng)制得天然大分子上嵌段聚合物的接入。但天然大分子與2-溴代異丁酰溴制備含溴大分子引發(fā)劑的工藝過程很復(fù)雜：反應(yīng)體系不能含有水分、需要氮氣保護、要用大量的溶劑作為介質(zhì)、反應(yīng)的初始階段要用冰水浴等，而且很難控制。

具體如下：將提取烘至絕干的羽毛蛋白放入帶有攪拌器的圓底燒瓶中，加入溶劑四氫呋喃中溶解后加入三乙胺，充分?jǐn)嚢韬笸ㄈ氲獨?0min，在冰水浴的條件下同時滴加4-二甲氨基吡啶和2-溴代異丁酰溴，滴加完畢后繼續(xù)在冰水浴中反應(yīng)1小時，然后將水浴升溫到45℃，繼續(xù)反應(yīng)24小時以上，待反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)體系加入無水乙醇，超聲清洗，真空抽濾、真空冷凍干燥至恒重，得2-溴代異丁酯蛋白，分子結(jié)構(gòu)式如下：

可見，此反應(yīng)過程中需使用大量的溶劑、試劑使用前用分子篩處理去除水分、反應(yīng)過程中需通氮氣確保無氧環(huán)境反應(yīng)、反應(yīng)初始階段要在冰水浴中進行、反應(yīng)周期很長等，所以反應(yīng)過程相當(dāng)復(fù)雜，反應(yīng)后溶劑回收復(fù)雜。