[发明专利]一种纤维素酪蛋白复合纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维素酪蛋白复合纤维的制备方法，包括如下步骤：a)将酪蛋白和纤维素溶解在离子液体水溶液中，制得均相混合纺丝原液；b)所得纺丝原液经过滤、纺丝、凝固、拉伸、水洗、漂白、上油、干燥，即得所述纤维素酪蛋白复合纤维；所用的离子液体是由90～110质量份的1‑丁基‑3‑甲基咪唑氯盐与5～15质量份的联1,4‑二[1‑(3‑甲基咪唑)]丁基二氯盐和5～15质量份的联1,4‑二[1‑(3‑甲基咪唑)]丁基二高氯酸盐混合得到。本发明实现了酪蛋白与纤维素共溶共生制备复合纤维的工业化生产，具有极强的实用价值。

技术领域

本发明涉及一种复合纤维的制备方法，具体说，是涉及一种纤维素酪蛋白复合纤维的制备方法。

背景技术

纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50％以上，是自然界最丰富的天然有机物之一。纤维素主要来源于植物，例如棉花、木材、棉短绒、麦草、稻草、芦苇、麻、桑皮等，其中棉花的纤维素含量接近100％，为天然的最纯纤维素来源，而一般木材中，纤维素占40～50％，还有10～30％的半纤维素和20～30％的木质素。作为一种可降解的绿色生物材料，天然纤维以其质轻、可降解、价廉、高模量、高强度等优越的性能，逐渐发挥越来越重要的作用。因此，从植物中获取天然纤维素溶解后制成再生纤维，实现纤维素的再生和功能化，是有效利用纤维素的一条重要途径。

蛋白质是氨基酸结合的肽链，具有很多人体所需的氨基酸，具有良好的生物相容性和护肤保健功能，将蛋白质与纤维素相结合制备复合纤维可以使纤维素纤维具有舒适保健功能，进而得到高附加值的纺织面料。传统的复合纤维主要是采用纤维素纤维与蛋白纤维混纺的方法，这种方法制备的复合纤维，仅仅将两种纤维混纺，实际上并没有对纤维素和蛋白质本身的性能有所改进，制得的复合纤维性能改进有限，并且这种混纺纤维中蛋白质添加量有限，牢固度也较低，经过若干次水洗后，蛋白质含量降低很快，基本不具额外的护肤保健功能。因此，开发出真正意义上的纤维素与蛋白质复合纤维具有重要意义。

酪蛋白是蛋白质的一种，是哺乳动物包括母牛，羊和人奶中的主要蛋白质，目前关于纤维素酪蛋白复合纤维的报道较少。由于酪蛋白是一种含磷钙的结合蛋白，对酸敏感，pH较低时会沉淀，并且具有疏水性，不易溶于水；同时，纤维素由于自身聚集态结构的特点，即分子内、分子间均存在大量的氢键，同时又具有较高的结晶度，使得纤维素在常规的溶剂(如水和大多数有机溶剂等)中难以溶解；并且由于纤维素与酪蛋白均属于天然高分子物质，两者含有的天然高分子极性基团具有强烈的相互作用，也导致纤维素和酪蛋白很难直接溶解在常规的溶剂中，无法实现两者的共溶共生，因此目前的纤维素与酪蛋白复合纤维通常是采用溶剂将酪蛋白溶解制备酪蛋白原液，然后将酪蛋白原液与黏胶共混，然后经湿法纺丝制备成复合纤维，或者是采用溶剂将酪蛋白和纤维素分别溶解，然后经湿法纺丝制备成复合纤维。这种共混法制备复合纤维的过程中，通常会使用到强碱、N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)、N,N-二甲基甲酰胺/四氧化二氮(DMF/N₂O₄)、N-甲基-N-氧吗啉(NMMO)，二甲基亚砜/四丁基氟化铵(DMSO/TBAF)及以及熔盐水合物(如LiClO₄·3H₂O、LiSCN·2H₂O)等溶剂体系，例如：张帅等(张帅，东华大学纺织学院(中国)；李发学、俞建勇，东华大学现代纺织研究院(中国)；再生纤维素—酪蛋白共混生物纤维；国际纺织导报2011年第4期，第10-12页)使用氢氧化锂/尿素/硫脲水溶液做共溶剂，溶解酪蛋白和纤维素，制备酪蛋白和纤维素的共混纤维，其中，酪蛋白与纤维素的质量比为10:90，与纤维素纤维相比，共混纤维的结晶结构和力学性能得到改善。但是该共混纤维使用的溶剂体系存在毒性强、成本高、溶剂难以回收利用和使用过程中不稳定等缺点，不适于工业化生产。