本發(fā)明涉及合成纖維,具體的,涉及高強度生物基蛋白羊絨及其制備方法。
背景技術(shù):
1、大豆蛋白纖維由大豆植物蛋白質(zhì)和聚乙烯醇等高分子化合物組成,有“人造羊絨”之稱,大豆蛋白復(fù)合纖維素纖維兼具纖維素纖維和蛋白質(zhì)纖維的優(yōu)點,不但具有良好的吸濕透氣性、染色性,更具有親膚性,制成的織物更有舒適感。但是天然蛋白易與合成高分子交聯(lián)度不夠,導(dǎo)致結(jié)合不牢,受力時易從缺陷處斷裂,并且由于大豆蛋白纖維含有大量親水基團(如羥基、氨基),吸濕后分子間作用力被削弱,導(dǎo)致濕態(tài)強度顯著下降,因此,亟需一種高強生物基蛋白羊絨。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提出高強度生物基蛋白羊絨及其制備方法,解決了相關(guān)技術(shù)中生物基蛋白羊絨易斷裂的問題。
2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
3、本發(fā)明提出高強度生物基蛋白羊絨制備方法,包括以下步驟:
4、s1、制備改性大豆蛋白母液:將大豆蛋白溶解于水中,依次加入乳化劑、引發(fā)劑、改性劑,反應(yīng),得改性大豆蛋白母液;
5、s2、制備混合紡絲原液:向所述改性大豆蛋白母液中加入聚乙烯醇溶液,加入膠黏劑混合均勻,過濾,脫泡,得到混合紡絲原液;
6、s3、紡絲成型:所述混合紡絲原液噴出至第一凝固浴中負拉伸,出浴進行一次拉伸,經(jīng)集束后在第二凝固浴中進行二次拉伸,脫硫,熱牽伸處理,得紡絲成型的絲條;
7、s4、交聯(lián)和脫醛:將所述紡絲成型的絲條在縮醛液中進行交聯(lián)處理,脫醛,得交聯(lián)脫醛后的絲條,后處理,得到高強度生物基蛋白羊絨;
8、所述改性劑包括新癸酸縮水甘油酯、1,5-戊二醇二丙烯酸酯中的一種或兩種。
9、作為進一步的技術(shù)方案,所述乳化劑包括辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或兩種;
10、所述引發(fā)劑包括過硫酸銨和亞硫酸鈉;
11、所述膠黏劑包括明膠、絲膠和瓜爾膠中的一種或多種。
12、作為進一步的技術(shù)方案,所述大豆蛋白與乳化劑的質(zhì)量比為200:8~10;
13、所述過硫酸銨和亞硫酸鈉的質(zhì)量比為20:10~20;
14、所述大豆蛋白和引發(fā)劑的質(zhì)量比為200:30~40。
15、作為進一步的技術(shù)方案,所述大豆蛋白和改性劑的質(zhì)量比為200:75~100;
16、當所述改性劑為新癸酸縮水甘油酯和1,5-戊二醇二丙烯酸酯時,所述新癸酸縮水甘油酯和1,5-戊二醇二丙烯酸酯的質(zhì)量比為50:25~50。
17、本發(fā)明中采用新癸酸縮水甘油酯和1,5-戊二醇二丙烯酸酯對大豆蛋白進行改性,新癸酸縮水甘油酯環(huán)氧基團與大豆蛋白的活性基團反應(yīng)后,還可與聚乙烯醇進一步交聯(lián),新癸酸縮水甘油酯在大豆蛋白與聚乙烯醇之間形成“分子橋”結(jié)構(gòu),增強了大豆蛋白與聚乙烯醇之間的結(jié)合力;1,5-戊二醇二丙烯酸酯聚合鏈可以與大豆蛋白形成高聚物分子鏈,兩者協(xié)同對大豆蛋白進行改性,提高了所制生物基蛋白羊絨的強度。
18、作為進一步的技術(shù)方案,所述大豆蛋白和水的質(zhì)量比為200:4000~5000;
19、所述聚乙烯醇溶液中,聚乙烯醇和水的質(zhì)量比為700:6300~7000;
20、所述改性大豆蛋白母液和聚乙烯醇溶液的質(zhì)量比為200:7000~7700;
21、所述大豆蛋白與膠黏劑的質(zhì)量比為200:300~400。
22、作為進一步的技術(shù)方案,所述聚乙烯醇溶液為改性聚乙烯醇溶液;
23、所述改性聚乙烯醇溶液的制備方法,包括以下步驟:將納米二氧化鈦、納米二氧化硅、蒙脫土和羥甲基膦酸二乙酯加入到聚乙烯醇溶液中,混合均勻,即得改性聚乙烯醇溶液;
24、所述聚乙烯醇、納米二氧化鈦、納米二氧化硅、蒙脫土和羥甲基膦酸二乙酯的質(zhì)量比為700:60:20:20:1~2。
25、本發(fā)明在制備改性聚乙烯醇溶液時加入了羥甲基膦酸二乙酯,羥甲基膦酸二乙酯可以改善納米二氧化鈦、納米二氧化硅、蒙脫土在聚乙烯醇中的分散性,避免其團聚,從而進一步提高所制生物基蛋白羊絨的強度。
26、作為進一步的技術(shù)方案,每1l第一凝固浴中包括硫酸75~100g,硫酸鋅15~30g,硫酸鈉250~320g;
27、每1l第二凝固浴中包括硫酸鋅10~20g,硫酸鈉220~300g。
28、作為進一步的技術(shù)方案,每1l縮醛液中包括硫酸20~50g,硫酸鈉50~120g,醛類20~30g;
29、所述醛類包括甲醛、乙二醛、戊二醛中的一種或多種;
30、所述后處理依次包括上油、整理、卷曲、熱定型、切斷、檢驗和打包處理。
31、作為進一步的技術(shù)方案,所述反應(yīng)的溫度為70~80℃;
32、所述第一凝固浴和所述第二凝固浴的溫度各自獨立地為50~60℃;
33、所述熱牽伸處理為進行了三次熱牽伸,第一次熱牽伸的溫度為80~120℃,第二次熱牽伸的溫度為120~160℃,第三次熱牽伸的溫度為180~240℃;
34、所述縮醛液的溫度為58~62℃。
35、本發(fā)明還提出高強度生物基蛋白羊絨,由所述的制備方法制得。
36、本發(fā)明的工作原理及有益效果為:
37、本發(fā)明中,通過引入改性劑對大豆蛋白進行改性,得改性大豆蛋白母液,以此為原料制備的生物基蛋白羊絨具有較高的強度,區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)直接采用大豆蛋白作為生物基蛋白羊絨的原料,本發(fā)明中采用改性劑對大豆蛋白進行改性,改性劑與大豆蛋白的活性基團(羥基、氨基)反應(yīng)后,可以與大豆蛋白形成高聚物分子鏈,增強了大豆蛋白與聚乙烯醇之間的結(jié)合力,顯著提高了所制生物基蛋白羊絨的強度。
1.高強度生物基蛋白羊絨的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度生物基蛋白羊絨的制備方法,其特征在于,所述乳化劑包括辛基酚聚氧乙烯醚和壬基酚聚氧乙烯醚中的一種或兩種;
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高強度生物基蛋白羊絨的制備方法,其特征在于,所述大豆蛋白與乳化劑的質(zhì)量比為200:8~10;
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度生物基蛋白羊絨的制備方法,其特征在于,所述大豆蛋白和改性劑的質(zhì)量比為200:75~100;
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度生物基蛋白羊絨的制備方法,其特征在于,所述大豆蛋白和水的質(zhì)量比為200:4000~5000;
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度生物基蛋白羊絨的制備方法,其特征在于,所述聚乙烯醇溶液為改性聚乙烯醇溶液;
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度生物基蛋白羊絨的制備方法,其特征在于,每1l第一凝固浴中包括硫酸75~100g,硫酸鋅15~30g,硫酸鈉250~320g;
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度生物基蛋白羊絨的制備方法,其特征在于,每1l縮醛液中包括硫酸20~50g,硫酸鈉50~120g,醛類20~30g;
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度生物基蛋白羊絨的制備方法,其特征在于,所述反應(yīng)的溫度為70~80℃;
10.高強度生物基蛋白羊絨,其特征在于,由權(quán)利要求1~9任意一項所述的制備方法制得。