植物蛋白质与丙烯腈接枝共聚纤维纺丝原液的生产方法技术

本发明专利技术是一种植物蛋白质与丙烯腈接枝共聚纤维纺丝原液的生产方法，可有效解决纤维泛黄和弹性差的问题，同时又降低了成本，是将常规下制得的植物蛋白质凝乳浸入ＮａＣｌ水溶液中，调ｐＨ值得植物蛋白质，再溶入氯化锌水溶液中，用盐酸调ｐＨ值升温变性，再加入过氧化氢，经修饰后的蛋白质在氮气保护下与丙烯腈接枝共聚，从而得到所需纺丝原液，其生产方法独特，原料丰富价廉，其产品色泽鲜丽，弹性好。该发明专利技术是对现有蛋白质纤维生产的一大创造和革新，其推广应用利国利民。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种新型纺织材料纺丝原液的生产方法，尤其是一种。
技术介绍
公知的人工合成的蛋白质纤维有植物蛋白质与聚乙烯醇共混纤维、牛奶酪蛋白与聚乙烯醇共混共聚纤维、牛奶酪蛋白与丙烯腈接枝共聚纤维。前两者植物蛋白质、牛奶酪蛋白与聚乙烯醇共混共聚纤维在纺丝过程中因聚乙烯醇需要高温处理(220℃以上)，造成蛋白质热着色，使所得纤维泛黄，且由于聚乙烯醇的性质决定所生产的纤维弹性差；用牛奶酪蛋白质与丙烯腈接枝共聚纤维存在牛奶蛋白质价格昂贵、原料紧缺、成本高，在生产中很难有效进行批量生产，难以普及应用。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术之目的是提供一种新的(在蛋白质纤维生产中，其纺丝原液是纤维生产的关键)，不但可有效解决纤维泛黄和弹性差的问题，同时又降低纤维成本。其解决的技术方案是运用常规的酸洗、碱溶、酸沉工艺提取植物蛋白质凝乳，将蛋白质凝乳浸入0.8M(摩尔)浓度的NaCl水溶液中，用盐酸(HCl)调PH值为2，浸出酸沉蛋白质，得纯度为90％以上植物蛋白质。将蛋白质溶入浓度为55-75％的氯化锌水溶液中使蛋白质在氯化锌水溶液中的浓度为1.8-2.5％，用盐酸调PH值为2，使其酸变性。变性30分钟后，升温到90-98℃，使蛋白质热变性。双变性后的蛋白质溶液中加入蛋白质重量1.5-2.5％的过氧化氢，对蛋白质氨基酸侧链进行修饰，其修饰反应温度为60-80℃，时间30-60分钟。经过变性和修饰处理的蛋白质溶液加入丙烯腈聚合常用的引发剂NaClO3-NaHSO3，引发剂用量为丙烯腈和蛋白质总量的0.2-0.68％。然后在氮气的保护下，加入丙烯腈或丙烯腈和甲基丙烯酸甲脂等第二单体，使其接枝共聚，温度为25-75℃，时间为40分钟到5小时(温度越高，反应时间越短)。丙烯腈或丙烯腈和第二单体在氯化锌水溶液中的浓度为5.5-7.2％，制得分子量为3.5万-6.5万、粘度为90-280泊、固含量为7-10％的蛋白质——丙烯腈纺丝原液。本专利技术物料价廉，科学新颖独特，生产方法先进，所得产品质量好，色泽鲜，不泛黄，弹性好，是对现有纺丝原液的一大创新，市场前景光明，经济效益巨大，其推广应用必为利用植物蛋白质生产纺织材料作出创造性的贡献。具体实施例方式将富含植物蛋白质原料(以低温脱脂大豆粕为例)，以料水重量比为1∶12的比例，浸泡在PH4.3-4.6、温度为30-40℃的盐酸水溶液中，搅拌酸洗90-120分钟。经离心分离除去废液后的原料，再以料水重量比为1∶12的比例浸入PH为8.5-9.5、温度为40-50℃的氢氧化钠或氢氧化钾水溶液中，并陆续加入以下助剂豆粕重量2-3％的亚硫酸钠、豆粕重量0.2-0.5％的乙二胺四乙酸或乙二胺四乙酸二钠、豆粕重量0.1-0.3％的抗坏血酸或抗坏血酸钠，萃取50-90分钟，分离除去废渣得蛋白质乳液。调PH为4.7-5.2蛋白质沉淀，经分离废液得蛋白质凝乳。将上述蛋白质凝乳中加入8-10倍的0.8M浓度的NaCl水溶液，用盐酸调PH为2，常温搅拌均匀后静止沉淀，分离后可得纯度为90％以上的大豆球蛋白质。将提纯的蛋白质溶入浓度为55-75％的氯化锌水溶液中，蛋白质在氯化锌水溶液中的含量达到1.8-2.5％(重量比)，用盐酸调PH值为2，常温搅拌30分钟，使蛋白质酸变性。然后升温到90-98℃，保温30分钟，使蛋白质热变性。把变性的蛋白质降温至60-70℃时，加入蛋白质重量1.5-2.5％的过氧化氢进行修饰，加热至80℃保温反应30-60分钟，把巯基氧化成磺酸基(-SO3H)，同时将不利于染色的β-吲哚基修饰掉。在处理好的蛋白质氯化锌水溶液中加入丙烯腈聚合常用的引发剂(引发剂采用NaClO3-NaHSO3氧化还原体系)，引发剂用量为丙烯腈和蛋白质总重量的0.2-0.68％(质量分数)，然后在氮气保护下加入丙烯腈或丙烯腈第一单体和甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁脂或甲基丙烯酸羟乙酯第二单体，使其接枝共聚。第一单体或第一单体和第二单体在氯化锌水溶液中的浓度为5.5-7.2％。在25-75℃的温度下反应40分钟-5小时，即可得到固含量为10％的植物蛋白质与丙烯腈接枝共聚纤维纺丝原液。然后选用常规的腈纶湿法纺丝工艺和设备，即可纺成物美价廉的植物蛋白质与丙烯腈接枝共聚纤维(短纤维或长丝)。本专利技术是用植物蛋白质取代牛奶蛋白质，以降低成本，拓宽原料来源。所述植物蛋白质来源可选用大豆粕，也可选用花生粕、棉仁粕、油菜籽粕、油葵粕、芝麻粕或玉米黄浆。采用新的生产方法，将植物蛋白质与聚乙烯醇共混改为与丙烯腈接枝共聚，所生产的纤维质量有明显提高，自然色泽由黄色、土色变成白色，光泽更加鲜亮，纤维弹性明显提高，对纺织业作出创造性贡献。下面结合实例对本专利技术进一步描述1.取低温脱脂大豆粕100kg(干基)，取软水1200kg，用盐酸调PH值为4.3，温度30℃，将豆粕浸在水中，间隔搅拌120分钟。除去废液，分离后的原料再浸入1200kg氢氧化钠水溶液中，PH值8.5，温度50℃，陆续加入亚硫酸钠2kg，乙二胺四乙酸200g，抗坏血酸100g，萃取90分钟，分离除去豆渣得蛋白质乳液。用盐酸调PH为4.7，蛋白质沉淀分离得蛋白质凝乳。将凝乳加入800kg氯化钠水溶液中(浓度为0.8M)调PH值为2，搅拌均匀后静止沉淀，分离后可得纯度为90％以上的大豆球蛋白质。取1.8kg大豆球蛋白质溶于90kg的55％的氯化锌水溶液中，加入引发剂(NaClO33.852克、NaHSO357.38克)在氮气保护下边搅拌边加入7.2kg丙烯腈单体，保温25℃，反应5小时可得固含量为10％的纺丝原液。2.取花生粕100kg，浸入1200kg软水中，用盐酸调PH值为4.4，温度为40℃，间隔搅拌90分钟，离心分离后的原料再浸入1200kg氢氧化钾水溶液中，PH值9.5，温度40℃，陆续加亚硫酸钠3kg，乙二胺四乙酸二钠500g，抗坏血酸300g，淬取50分钟，分离除去废渣，得蛋白质乳液，用盐酸调PH值5.2，沉淀分离得蛋白质凝乳。将凝乳加入1000kg离子强度为0.8M的氯化钠水溶液中，调PH值为2，搅拌均匀后静止沉淀，分离即得纯度在90％以上的花生球蛋白质。取1.8kg花生球蛋白质溶于67kg、75％的氯化锌水溶液中，加入引发剂(NaClO32.52克、NaHSO37.56克)在氮气保护下边搅拌边加入2.94kg丙烯腈和0.3kg甲基丙烯酸甲酯，保温75℃，反应40分钟，可得固含量为7％的纺丝原液。3.取低温脱脂豆粕100kg，浸入1200kg软水中，用硫酸调PH值为4.6，温度为35℃，间隔搅拌105分钟，离心分离后的原料再浸入1200kg氢氧化钙水溶液中，调PH值9，温度45℃，陆续加亚硫酸钠2.5kg，乙二胺四乙酸250g，抗坏血酸200g，萃取70分钟，分离得蛋白质乳液，用硫酸调PH值4.9，沉淀分离得蛋白质凝乳。将凝乳加入900kg离子强度为0.8m的氯化钠水溶液中，调PH值2，搅拌均匀后静止沉淀，分离即得纯度在90％以上的大豆球蛋白质。取2kg大豆球蛋白质溶于60kg、65％的氯化锌水溶液中，加入引发剂(NaClO32.4克、NaHSO321.6克)在氮气保护下边搅拌边加入丙烯腈和甲基丙烯酸丁酯为9.64∶1的混合单体4kg，保温50℃，搅拌反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种植物蛋白质与丙烯腈接枝共聚纤维纺丝原液的生产方法，是经常规的酸洗、碱溶及酸沉提取植物蛋白质凝乳，其特征在于是将植物蛋白质凝乳浸入０．８摩尔浓度的ＮａＣｌ水溶液中，用盐酸调ＰＨ值为２，浸出酸沉蛋白质，得纯度为９０％以上的植物球蛋白质，将蛋白质溶入浓度为５５－７５％的氯化锌水溶液中，使其在氯化锌水溶中的浓度为１．８－２．５％，用盐酸调ＰＨ值为２使其酸变性，升温到９０－９８℃热变性３０分钟后，加入蛋白质重量１．５－２．５％的过氧化氢，对蛋白质氨基酸侧链进行修饰，修饰反应温度为６０－８０℃，时间为３０－６０分钟。加入丙烯腈聚合引发剂，其用量为丙烯腈和蛋白质总重量的０．２０－０．６８％，在氮气保护下加丙烯腈或丙烯腈和甲基丙烯酸甲脂等第二单体，丙烯腈加入量在氯化锌水溶液中的浓度为５．５－７．２％，在２５－７５℃下，反应４０分钟至５小时，即可得分子量为３．５－６．５万，粘度为９０－２８０泊、固含量为７－１０％的纺丝原液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋惠远，胡宗善，
申请(专利权)人：宋惠远，胡宗善，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]