[发明专利]一种玉米蛋白/纤维素混合溶液及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种玉米蛋白/纤维素混合溶液及其制备方法和用途。

背景技术

植物纤维素是地球上最丰富的可再生资源，玉米蛋白和纤维素一样，同属于环境友好材料，而且来源也很广泛。充分利用玉米纤维素和蛋白质不仅可以保护环境，而且可以节省有限的石油资源。特别是近来蛋白质纤维发展比较迅速，诸多优点如柔软、吸湿、透气、不产生静电等使其备受青睐，但同时也由于其成品价格比较昂贵，耐磨性、染色性等物理性能不好而使其生产应用受到局限。而玉米蛋白/纤维素复合材料则可以结合两者的优点，使材料表现出更优异的性能。现有的复合方法是用粘胶法溶解纤维素，然后和蛋白质溶液共混，再制成膜和纤维等材料，这种工艺不仅存在污染，而且在脱硫的工序中会导致蛋白质严重流失。

发明内容

本发明的目的是提供一种玉米蛋白/纤维素混合溶液及其制备方法和用途，该方法可较均匀的混合蛋白质和纤维素，凝固再生等工艺过程简单，无需脱硫，整个工艺过程无污染，蛋白质流失量少，易于工业化。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种玉米蛋白/纤维素混合溶液，由玉米蛋白、纤维素和NaOH/尿素的组合水溶液组成；NaOH/尿素的组合水溶液由6～8wt％NaOH、10～14wt％尿素和余量的水构成；其中，玉米蛋白与纤维素的重量比为：0.5∶9.5～5∶5，玉米蛋白和纤维素占混合溶液的4～8wt％，其余为NaOH/尿素的组合水溶液。

上述玉米蛋白/纤维素混合溶液的制备方法，将玉米蛋白分散于含6～8wt％NaOH和10～14wt％尿素的组合水溶液中，在室温下搅拌均匀得到0.5～5wt％玉米蛋白溶液，然后将制得的玉米蛋白溶液预冷到-12～-13℃，加入纤维素，搅拌均匀即可得到透明的玉米蛋白/纤维素混合溶液；其中按重量比，玉米蛋白与纤维素的比例为：0.5∶9.5～5∶5，玉米蛋白和纤维素占混合溶液的4～8wt％，其余为NaOH/尿素的组合水溶液。

上述玉米蛋白/纤维素混合溶液的制备方法，将玉米蛋白分散于含6～8wt％NaOH和10～14wt％尿素的组合水溶液中，在室温下搅拌均匀得到10～40wt％玉米蛋白溶液；将含6～8wt％NaOH和10～14 wt％尿素的组合水溶液预冷到-12～-13℃，加入纤维素，搅拌均匀得到纤维素溶液；将分别制得的玉米蛋白溶液和纤维素溶液混合均匀，即可得到透明的玉米蛋白/纤维素混合溶液。其中按重量比，玉米蛋白与纤维素的比例为：0.5∶9.5～5∶5，玉米蛋白和纤维素占混合溶液的4～8wt％，其余为NaOH/尿素的组合水溶液。

一种利用上述玉米蛋白/纤维素混合溶液制备玉米蛋白/纤维素复合膜的方法，将玉米蛋白/纤维素混合溶液流延，经含有硫酸或者硫酸/硫酸钠的凝固浴凝固成形，干燥后即可得到玉米蛋白/纤维素复合膜，其中纤维素与玉米蛋白的干重比为9.5∶0.5～5∶5。

一种利用上述玉米蛋白/纤维素混合溶液制备玉米蛋白/纤维素复合纤维的方法，采用湿法纺丝，将玉米蛋白/纤维素混合溶液喷丝，经含有硫酸或者硫酸/硫酸钠的凝固浴凝固成形，干燥后即可得到玉米蛋白/纤维素复合纤维，其中纤维素与玉米蛋白的干重为9.5∶0.5～5∶5。

与已有技术相比较，本发明的创新如下：

本发明中玉米蛋白和纤维素的溶解、共混和再生都是物理过程，未发生化学反应。其中，共混工艺既可以采用玉米蛋白和纤维素分别溶解之后溶液共混，也可以采用含蛋白质的溶液直接溶解纤维素而共混。整个工艺对设备要求不高，无需脱硫，玉米蛋白流失量少，有利于工业化生产，废液容易回收循环使用。本发明以氢氧化钠、尿素、水为原料，价格便宜，操作简单方便，对环境无污染。

具体实施方式

以下结合具体的实例对本发明的技术方案作进一步说明：

实施例1

将0.5克玉米蛋白分散于190克含6～8wt％NaOH和10～14wt％尿素的混合水溶液中，在室温下搅拌均匀直至玉米蛋白溶解，预冷至-12℃，立即取棉短绒浆(粘均分子量M_η＝8×10⁴)9.5克投入其中，在0℃下充分搅拌均匀(约3分钟)，即可制得玉米蛋白/纤维素混合溶液。其中纤维素与蛋白质的干重比为9.5∶0.5，纤维素和蛋白质合占溶液的5％。

实施例2