一种含有氨基酸的异形纤维的生产方法技术

本发明专利技术公开了一种含有氨基酸的异形纤维的生产方法，它按备取原料、改性活化、配制原液、湿法纺丝和定形处理等步骤进行，它的特征是：首先将蛋白质转变为露出反应基团的氨基酸，再将氨基酸接枝共聚、共混于合成纤维原料分子链进入纺丝原液，所纺制的纤维丝料经过定形处理，以氢键力共混于合成纤维分子链的氨基酸会随机脱落，在纤维纵向形成无规则沟槽、横向异形孔洞的“非规则截面形状”，这种含有氨基酸的异形纤维是一种品质上乘、性能独佳的新型纤维材料，已基本接近天然丝棉纤维独具的吸湿导湿、亲肤舒适、透气保暖的质量品质，本发明专利技术具有工艺简捷、原料来源丰富、生产成本低的显著优点，具有重大的社会经济效益和巨大的市场前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型纤维的生产制造方法，属于国际专利分类表中所载"其 它原料的人造丝或类似物，其制造方法"的
，具体地说一种含有氨基 酸的异形纤维的生产方法。
技术介绍
旱期传统的纺织业所使用的纤维原料大致分为两类 一类是诸如蚕丝、羊 毛、羊绒等纯天然动物蛋白质纤维，另一类是诸如棉、麻等植物纤维素纤维。一般来说，这两类天然纤维具有独特的、非规则的截面形状，这是由天然纤维 本身性质所决定的。天然纤维具有"非规则截面形状"的重要特性正是形成天 然纤维及其纺织制品特定品质和优良性能的主要原因。我们知道蚕丝纤维的 截面呈三角形形状，使得丝绸制品具有特殊的质地手感和光泽美感，而棉纤维 呈腰圆形并具有中心空腔的截面形状，使得棉织制品具有独特的吸湿保暖、亲 肤柔软、穿着舒适等优良特性。可以说，天然纤维及其制品是最适合人类生活 所需要的最为理想的纺织品。但是纯天然动物蛋白质纤维是完全依赖于从动物 身上提取来获得的，而植物纤维素纤维则需要栽种植物来获取，由于畜牧养殖 和植物栽种的生长周期特别长并且还受自然地理环境和气候条件影响很大，致 使天然纤维的产量非常有限并且价格一直呈现上升趋势，仅仅依靠天然纤维是 远远不能满足广大人民群众生活需求的。随着化学工业的高速发展， 一种新型 的合成纤维诸如涤纶、锦纶、丙纶、腈纶以及维尼纶等化学纤维相继问世，可 以说化纤的出现给全世界纺织、服装等行业带来了翻天覆地的巨大变化，能够 生产出千姿百态的服装，极大地丰富和满足了广大人民群众日益增长的生活需 求，化纤为世界纺织服装行业创造了至今长达几十年经济繁荣和兴旺发达的空 前盛况。但是化学纤维制品自身也有其致命性的缺陷首先，化纤是利用不可 再生的资源来进行制造的，它是对环境资源进行掠夺性的开采利用，将给子孙 后代遗留下无穷后患；其次，由于化纤的截面形状是由喷丝板上喷丝孔的形状 来决定的，它始终呈现出由喷丝孔形状所决定的"规则的截面形状"，使得化纤 制品在吸湿保暖、亲肤柔软、穿着舒适等品质性能上总是不如人意，虽然可以 设定不同几何形状的喷丝孔来简单地改变化纤截面形状，也能改善化纤的保暖蓬松性，还可较好地解决起球钩丝、吸湿和透气等问题，达到提高化纤性能的 目的。但是目前最好的化纤也不能形成如同天然纤维那样具有"非规则的截面 形状"，这正是化纤制品与天然纤维制品在质量品质上存在着极大差距的内在原 因。怎样利用可再生的动植物蛋白质资源进行改性处理成为能与化纤原料进行 接枝共聚共混的氨基酸，使氨基酸进入化纤原料组织并形成具有"非规则截面 形状"的异形纤维，使它能同时具有天然丝、棉纤维和化学纤维的二重优势， 这将是人们梦寐以求的愿望。迄今为止，人们为了改善纤维质量、丰富纤维品 种，已有大豆蛋白质纤维、菜籽蛋白质纤维、花生蛋白质纤维问世的报导，但 是至今尚未见到有关应用化学方法获得具有"非规则截面形状"的含有氨基酸 的异形纤维的相关文献报道。这也正是本专利技术所要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是在现有技术的基础上提出一种应用化学原理来获得具有 "非规则截面形状"的含有氨基酸的异形纤维的生产方法，本专利技术是通过如下 技术方案来实现的它依次按如下步骤进行(1)备取原料将富含动物蛋白质和植物蛋白质的物料进行分选、去污、 破碎处理提取蛋白质作为原料备用。上述所说的富含动物蛋白质的物料是指动物的卵、奶、毛、羽、角、皮、 骨、甲、肉、血等，所说的富含植物蛋白质的物料是指大豆、花生、油菜籽、 油茶籽、棉籽、芝麻、玉米、葵花籽、小麦等；按如下方式提取蛋白质将分选、去污、破碎处理后的物料放入反应釜内， 按物料重量的8 12倍加入浓度为12 18%的NaOH溶液，调节pH为12 13， 浸泡1 4小时后，加温至60 8(TC、在搅拌工况下反应50 80分钟，再过滤 弃渣，收集滤液，用浓度为12 18。/。的HCl调节滤液的pH为4 5，使滤液中的 蛋白质沉析，然后过滤即制得蛋白质。也可采用市购蛋白质成品直接作为原料备用。(2)改性活化将蛋白质原料放入反应釜内，加入清水配成浓度为8 12% 的蛋白质溶液，用NaOH调节蛋白质溶液的pH为12 13，搅拌使蛋白质充分溶 解，再按10 20mg/kg蛋白质原料重量的比例加入改性剂，控制反应温度为 95 110°C，在搅拌的工况下进行蛋白质改性反应，反应时间为50 70分钟， 待降温至80 9(TC时，再按蛋白质原料重量的0. 3% 0. 7%加入开键剂，在搅拌 工况下进行断开胱氨酸中"一S—S—"的反应，控制反应时间为25 40分钟。改性活化结果使蛋白质转变为氨基酸，准确地说应是氨基酸混合物，可以 是一种氨基酸、多种氨基酸和氨基酸多肽链组合。上述所说的改性剂为碱金属的盐LiCl，或者LiC104，或者NaCl，或者KC1中的一种。上述所说的开键剂为过氧化物双氧水，或者过氧甲酸，或者过氧 乙酸中的一 种。在改性活化步骤中将蛋白质转变为氨基酸，氨基酸可用如下通式表示o<table>table see original document page 31</column></row><table>从以上a—氨基酸通式可看出有氨基一NH2，羧基一C一OH，这是极性基 团，是亲水基团，是成盐基团，是反应基团；烷基一R，则是非极性基团，是 疏水基团。故有<table>table see original document page 31</column></row><table>NH3+ NH2 NH2所以a—氨基酸是两性物质，具有易溶于酸碱，微溶于水，在一定pH值下 不溶解而沉析的特性。我们知道，蛋白质只有经过如此改性活化处理成为能够暴露出反应基团的 氨基酸分子、分子链级的氨基酸、氨基酸多肽链、多种氨基酸混合物，才能与 化纤原料进行接枝共聚、共混反应，而蛋白质是进入不了化纤原料分子的。(3)配制原液将改性活化步骤中制成的氨基酸放入反应釜内，按氨基酸重 量的0.6 4倍加入合成纤维原料，加水控制反应釜内混合浓度为15 20%，按 氨基酸重量的0.25 0.5%加入引发剂，控制温度为90 110'C，在锚式搅拌转 速为60 70转/分的工况下进行氨基酸与合成纤维原料的接枝共聚、共混反 应，控制反应时间为50 70分钟，即配制成含有氨基酸的纺丝原液。所说的合成纤维原料是指聚乙烯醇(PVA)，或者聚丙烯酸(PAA)，或者聚 丙烯酰胺(PAM)中的任意一种，或者任意两种的混合物，或者三种的混合物。上述所说的引发剂为变价金属的盐KMn04，或者偏钒酸铵，或者重铬酸 钾，或者硝酸铈铵，或者钼酸铵等中的一种，还可以是氧化还原引发剂例如 (丽4)2SA禾n Na2S03。氨基酸的反应基团与上述合成纤维原料进行接枝共聚反应，其反应机理是 氨基酸的反应基团之氨基一NH2，或羧基一C00H能与合成纤维原料分子中之羟基6氨基酸与聚乙烯醇(PVA)以氢键力结合的共混反应式:<formula>formula see original document page 7</formula>氨基酸与聚丙烯酸(PAA)进行接枝共聚的酰胺化反应式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有氨基酸的异形纤维的生产方法，其特征在于：它依次按如下步骤进行：（１）备取原料：将含动物蛋白质和植物蛋白质的物料进行处理提取蛋白质作为原料备用，或者市购蛋白质成品作为原料备用，（２）改性活化：将蛋白质原料放入反应釜内，加入清水配成 浓度为８～１２％的蛋白质溶液，调节蛋白质溶液的ｐＨ为１２～１３，按１０～２０ｍｇ／ｋｇ蛋白质原料重量的比例加入改性剂，控制反应温度为９５～１１０℃，在搅拌工况下进行蛋白质改性反应，蛋白质转变为氨基酸，所说的改性剂为碱金属的盐：ＬｉＣｌ， 或者ＬｉＣｌＯ↓［４］，或者ＮａＣｌ，或者ＫＣｌ中的一种，（３）配制原液：将改性活化步骤中制成的氨基酸放入反应釜内，按氨基酸重量的０．６～４倍加入合成纤维原料，按氨基酸重量的０．２５～０．５％加入引发剂，控制反应温度为９０～１１０℃，在 搅拌工况下进行氨基酸与合成纤维原料的接枝共聚、共混反应，即配制成含有氨基酸的纺丝原液，所说的合成纤维原料是指聚乙烯醇，或者聚丙烯酸，或者聚丙烯酰胺中的任意一种，所说的引发剂为变价金属的盐：ＫＭｎＯ↓［４］，或者偏钒酸铵，或者重铬酸钾 ，或者硝酸铈铵，或者钼酸铵中的一种，（４）湿法纺丝：将纺丝原液送入纺丝机进行纺丝，即制得纤维丝料，（５）定形处理：将制得的纤维丝料经后处理牵伸操作作业，即制得含有氨基酸的异形纤维产品。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：潘文华，吴涛，
申请(专利权)人：潘文华，吴涛，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]