[发明专利]一种胶原蛋白再生纤维素纤维的制备方法

说明书

技术领域

    本发明属于纺织纤维加工技术领域，具体涉及一种胶原蛋白再生纤维素纤维的制备方法。

背景技术

胶原蛋白是一种天然的纤维蛋白，主要存在于动物的皮、骨、肌腱等组织中，是结缔组织中重要的结构蛋白，起着支撑器官、保护机体的功能。胶原蛋白又称胶原，其分子量为30万道尔顿，它由2条Ⅰ链、1条Ⅱ链结合而成，进而形成三股螺旋结构。这3条肽链以特有的左旋α链相互缠绕构成右手复合螺旋胶原，其特征是氨基酸呈现链Gly-x-y周期结构。

胶原肽链间存在离子键、氢键、范德华力及非极性基团产生的疏水键等作用力。同时，胶原分子内和分子间还存在3种交联作用，使得胶原的3条肽链牢固地连接起来，使胶原具有很高的抗张强度。胶原分子间按“四分之一错列”方式超分子聚集形成很稳定、韧性很强的原纤维，原纤维进一步聚集形成胶原纤维。此外，分子内及分子间的共价交联赋予胶原高度的物理化学稳定性和生物特性，如高拉伸强度、生物降解性能、生物相容性、低抗原性、低刺激性和低细胞毒性，以及促进细胞生长等性能。

胶原蛋白这种结构和功能特点的多样性和复杂性，决定了其在纺织领域良好的应用前景。目前纺织领域中已见胶原蛋白对蚕丝纤维的改性，对棉纤维的改性，与合成纤维的共混改性，目前纤维素纤维的优异的服用性能已经得到纺织行业的认可并且已经有大规模的产业化应用，因此其与胶原蛋白的结合有重要的研究意义。但是胶原蛋白与再生纤维素相结合并纺制出胶原蛋白再生纤维素纤维并不多见，究其原因在于胶原蛋白与纤维素大分子链的接枝率和接枝效率的影响因素较多，且较难控制，引发剂的浓度对纤维蛋白质的含量也有较大影响。

公开号为102286803A、名称为《一种胶原蛋白/纤维素复合纤维及其制备方法》的专利文献公开了一种胶原蛋白/纤维素复合纤维及其制备方法，先将胶原蛋白溶液加入到纤维素粘胶溶液中，与粘胶溶液混合均匀；经过纺丝得到胶原蛋白/纤维素复合纤维。该发明只是将胶原蛋白溶液与纤维素粘胶溶液共混纺丝，胶原蛋白无法与纤维素纤维以共价键形成键合，在纺纱、织造和染整加工时容易受到外界作用而导致胶原蛋白的流失。胶原蛋白与丙烯腈进行接枝改性做人造假发方面的专利较多，但以再生纤维素纤维为基础的胶原蛋白接枝改性专利还鲜有报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种胶原蛋白再生纤维素纤维的制备方法。

一种胶原蛋白再生纤维素纤维的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，制取粘胶纺丝原液；

步骤2，将胶原蛋白溶液加入步骤1的粘胶纺丝原液中，胶原蛋白加入量占粘胶纺丝液甲纤质量的4%～15%，混合均匀后得到蛋白粘胶共混液，再加入引发剂，引发剂加入量占胶原蛋白质量的2.3%～5%，然后在19℃～25℃下搅拌2～8小时后得纺丝液；

步骤3，将步骤2所得纺丝液过滤脱泡后进行湿法纺丝。

胶原蛋白溶液与粘胶纺丝液的质量比直接影响了接枝率与接枝效率。从化学平衡的角度考虑，增加反应物的浓度，平衡总是向右移动的。胶原蛋白质溶液比例的增加，产生的自由基增多，同纤维素分子碰撞接触的几率增大，促进了蛋白质和纤维素的接枝，因此接枝率和接枝效率都有所增加。但是，当蛋白质的用量过大，造成混合液体系粘度较小不利于纺丝，从而不能成纤。

温度对接枝率和接枝效率的影响较为复杂，接枝率和接枝效率都是首先随着温度的升高上升，然后又下降。这是因为温度的升高，使小分子之间的碰撞频率增加，促进了接枝反应，使得接枝率和接枝效率都升高，但是当温度过高时，则解聚反应随之加快，接枝率和接枝效率反而下降。当温度超过48℃时，出现凝胶现象，不具备纺丝条件。

自由基接枝反应随着时间的增加，接枝效率提高较快，但反应一定时间后，增加却不明显，这是由于反应已经逐渐趋于平衡。而粘胶纺丝液在一定温度下，放置一定时间后，粘胶纺丝液的性能会发生变化，所以当加入引发剂后，要兼顾粘胶熟成度的变化，保证熟成度和反应速度的同步性，使纺丝液具有较好的可纺性，否则很容易出现纺丝液太“老”，而不利于纺丝。