[发明专利]一种利用动物毛制备纳米纤维的方法

说明书

本发明提供了一种利用动物毛制备纳米纤维的方法，包括如下步骤：将原料毛用水清洗数次，去除杂质，然后利用离心机进行甩干，干燥后备用；将上述干燥后的原料毛经毛发粉碎机粉碎；将粉碎后的原料毛放入前处理液中处理；将原料毛投入还原处理液中处理，得角蛋白粉末；将角蛋白粉末溶于六氟异丙醇，然后加入一定量的聚氨酯并搅拌，搅拌温度20～25℃，搅拌10～15分钟，然后加入一定量的环氧丙烯酸酯，混合均匀，升温至60～80℃后继续搅拌1小时，得纺丝液；利用所得纺丝液进行静电纺丝。本发明有效解决了现有动物毛纳米纤维存在的纺丝原液稳定性差、角蛋白提取率较低且成纤质量较差的问题。

技术领域

本发明涉及纳米纤维制备技术领域，特别是一种利用动物毛制备纳米纤维的方法。

背景技术

动物纤维亦称蛋白质纤维，因为它们的主要组成物质是蛋白质。动物纤维分为三类：动物的发毛和绒毛、禽类的羽绒和羽毛、蚕丝，主要来源是人工饲养的动物。

动物毛的种类很多，最主要的是绵羊毛，简称羊毛。羊毛广泛用来制造各种纺织品，也用以制毡。除羊毛外，还有山羊绒、兔毛、骆驼毛、牦牛毛等。羊毛以外的动物毛，有时统称为特种动物毛，也用来制造纺织品，可纯纺或与其他纤维混纺。在混纺中，利用它们特有的光泽、细度和柔软性，可以改善织物的保暖性和手感。禽类的羽绒和羽毛在纺织上可与其他纤维混纺，也可做填充材料，如鸭绒、鹅绒等。蚕丝是蚕的腺分泌物，有桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝和术薯蚕丝等。

以羊毛为例，羊毛是一种利用价值比较高的天然纤维。羊毛是我国畜产品中进口量最大的产品之一，目前进口量已占国内羊毛产量的2/3，成为世界上最大的羊毛进口国之一，而国产羊毛在质量上与进口羊毛相比处于劣势，羊毛短粗，在国际市场上没有竞争力。这使得国内羊毛的加工使用中，产生很多劣质羊毛，如果将这些废弃羊毛丢掉，无疑是一种资源浪费，也会对环境造成污染。如果能将这些废弃资源再生利用，不仅可缓解羊毛资源短缺的现状，而且也会给其他畜毛的再生利用提供参考。

关于羊毛再利用的研究总体来看可以分为两个方面：一方面充分利用技术手段来提升羊毛的价值；另一方面研究再生理论，实现羊毛角蛋白的纤维化再生，获得所希望的羊毛角蛋白改性黏胶纤维。针对羊毛角蛋白的再生化技术目前已进行了广泛研究，大多数技术都是利用化学的方法将废弃羊毛溶解制得羊毛角蛋白溶液，而选择合适溶剂和溶解条件是制备羊毛角蛋白溶液的关键。目前以动物毛制备角蛋白原液的方式多是采用尿素/硫化钠/SDS工艺，即以硫化纳、尿素、十二烷基硫酸钠的混合体系为溶剂，将待处理动物毛放入此混合溶液中，经溶解过滤后制得一定浓度的角蛋白溶液。由此工艺制备动物毛纳米纤维所需纺丝液存在如下问题：一是现有的动物毛角蛋白的提取率较低，且获得的角蛋白分子质量较低，从而造成动物毛原料的再利用率较低；二是制备的角蛋白纺丝原液稳定性较差，且容易发生凝聚现象；制作成的动物毛纳米纤维直径较大，且直径不均匀率较高，成纤质量较差。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种利用动物毛制备纳米纤维的方法，解决了现有动物毛纳米纤维存在的纺丝原液稳定性差、角蛋白提取率较低且成纤质量较差的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用动物毛制备纳米纤维的方法，包括如下步骤：

步骤[1]：将原料毛用水清洗数次，去除杂质，然后利用离心机进行甩干，干燥后备用；

步骤[2]：将上述干燥后的原料毛经毛发粉碎机粉碎；

步骤[3]：将粉碎后的原料毛放入前处理液中，在30～35℃下搅拌8～10分钟，过滤，水洗至原料毛pH值为中性；

步骤[4]：将将步骤[3]处理后的原料毛投入还原处理液中，在35℃下搅拌40～50分钟，升温至100℃，浸泡溶解1.2～2小时，过滤，并用蒸馏水充分水洗未溶解的原料毛，收集滤液和水洗液，放入透析袋进行透析，然后经冷冻干燥后得角蛋白粉末；