一种羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法，解决的技术问题是蚕茧加工丝胶蛋白污水，废弃羊毛造成对环境的污染，本发明专利技术包括以下步骤：1）：制备丝胶蛋白溶液；2)制备角蛋白溶液；3）制备混合蛋白溶液：将步骤1）和步骤2)制备的丝胶蛋白溶液中的丝胶蛋白的浓度和角蛋白溶液中的角蛋白的浓度调节至同一浓度，将角蛋白溶液和丝胶蛋白溶液按照4:1‑1:4的质量比混合；4）加入辅助性试剂：得到配制好的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料溶液；5）将配制好的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料用于纱线上浆。本发明专利技术同时可以实现废物再利用，有效降低丝胶蛋白污水和废弃羊毛对环境的污染。

Preparation method of wool keratin and sericin yarn sizing agent

The invention discloses a preparation method of wool keratin and sericin yarn sizes. The technical problem solved is sericin wastewater from silkworm cocoon processing, which pollutes the environment. The invention comprises the following steps: 1) preparing sericin solution; 2) preparing keratin solution; 3) preparing mixed protein solution; The concentration of sericin in Sericin Solution and the concentration of keratin in keratin solution were adjusted to the same concentration. The keratin solution and sericin solution were mixed according to the mass ratio of 4:1_1:4. The auxiliary reagent was added to obtain the prepared wool keratin and sericin eggs. Sizing solution for white yarn; 5) Sizing the prepared wool keratin and sericin yarn for yarn sizing. The invention can realize waste reuse at the same time, effectively reduce sericin protein sewage and waste wool pollution to the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法
本专利技术涉及一种上浆方法，具体涉及一种可生物降解羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法，而非传统的利用淀粉和PVA等制作纺织浆料的方法的。
技术介绍
蚕丝的主要成分是由丝素蛋白和丝胶蛋白两部分组成的，其中丝素蛋白大约占蚕丝总量的70％，丝胶蛋白大约占蚕丝总量的30％。在实际生产时蚕茧加工中丝素蛋白被利用，而绝大部分丝胶蛋白在脱胶过程中随生产废水被排放，因为很难被生物降解会对环境造成严重污染，同时也造成了蛋白资源的浪费。废弃羊毛角蛋白是一种可利用的生物资源，每年都有成百万吨的废弃羊毛角蛋白被丢弃，造成了严重的环境污染。作为一种优质的高分子蛋白质资源，其丰富的角蛋白，近年来受到了越来越多的关注。羊毛中提取的高价值角蛋白可以应用在食品、服装或生物科技等领域中。随着角蛋白提取和回收方法的不断发展和探索。用其制备的复合材料将成为二十一世纪重要的热点之一。本专利技术利用一定的方法高效率的提取丝胶蛋白和羊毛角蛋白，在实验的基础上将两种蛋白质以一定的合理比例进行配比，再加入一定的助剂，制备出非传统的可生物降解的纱线上浆料，可用于棉细砂及涤纶的上浆。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是蚕茧加工中丝胶蛋白随生产废水被排放，造成丝胶蛋白污水，废弃羊毛造成对环境的污染，提供一种实现废物再利用的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用下述技术方案：一种羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法，包括以下步骤：1）：制备丝胶蛋白溶液；2)制备角蛋白溶液；3）制备混合蛋白溶液：将步骤1）和步骤2)制备的丝胶蛋白溶液中的丝胶蛋白的浓度和角蛋白溶液中的角蛋白的浓度调节至同一浓度，同一浓度的浓度范围为21-26g/L，将角蛋白溶液和丝胶蛋白溶液按照4:1-1:4的质量比混合，将溶液的pH值调节至6-8之间；4）加入辅助性试剂：蛋白质稳定剂藻酸丙二酯、防腐剂双氯酚、润滑及抗静电的聚醚改性硅油，得到配制好的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料溶液；5）将配制好的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料用于纱线上浆，对棉细纱或涤纶细砂进行上浆。步骤1）所述的制备丝胶蛋白溶液的步骤是：取未脱胶的家蚕或柞蚕丝，使用硼砂-碳酸钾缓冲液体系（pH11.2-11.5，0.5mol/L）来进行蚕丝脱胶，加入量为蚕丝与硼砂-碳酸钾缓冲液质量比为1:20，温度控制在90℃-100℃之间，脱胶时间1-3小时，所制备的丝胶蛋白的浓度为20.80-26.00g/L。经测定此种方法制备的丝胶蛋白分子量在1232-1974Da之间，丝胶蛋白提取率在26.0-31.3%。对步骤1）制备的丝胶蛋白溶液去除非金属阴离子：将提取好的丝胶蛋白中加入盐酸试剂（2mol/L），将溶液的pH值调节到1.0-2.5，在90℃下加热15-30分钟，去除丝胶蛋白溶液中的碳酸根离子。因为碳酸钾提取的丝胶蛋白中含有碳酸根离子，会和水体系中金属离子在高温情况下发生沉淀，生成不溶性的盐类，所以需要去除会产生沉淀的非金属阴离子。步骤2）所述的制备角蛋白溶液的步骤是：选择硼砂-氢氧化钙缓冲液体系（pH12.5-13.5,0.5mol/L）作为碱剂，温度控制在90℃-100℃之间，所制备的角蛋白溶液的浓度为21.72-26.42g/L。经测定此种方法制备的角蛋白分子量在928-2385Da之间，角蛋白提取率在34.2%-50.2%之间。步骤3）所述的角蛋白溶液和丝胶蛋白溶液混合的质量比分别为：1:1、1:2、2:1、1:4和4:1。步骤4）所述的蛋白质稳定剂藻酸丙二酯的加入量是混合蛋白溶液总质量0.02-0.1%，防腐剂双氯酚的加入量是混合蛋白溶液总质量0.05-0.1%，润滑及抗静电的聚醚改性硅油的加入量是混合蛋白溶液总质量0.01-0.05%。步骤5）所述的对棉细纱或涤纶细砂进行上浆的条件是：pH6-8、温度90-100℃、上浆时间为5-10min。测试上浆率：在90℃烘干0.5-1小时，测定浆纱前后棉纤维及涤纶纤维的质量变化，得出上浆率。同时对其退浆率进行测定，测试上浆后的纤维的力学性能：在YG061F电子单纱强力机上测试上浆好的纱线的拉伸强度和断裂伸长率，测试参数：温度：20℃，湿度：65％，隔距：250mm，速度：250mm/min；在CSIUniversalWearTester上测定其抗摩擦性能，每个上浆条件的样品至少重复测试5次。本专利技术制备原料主要来自于纺织工业及其它工业的废弃羊毛，还有来自于缫丝工业的废弃产物丝胶蛋白。本专利技术可以取代传统的淀粉上浆和人工合成的浆料PVA。可以有效降低纺织工业的生产成本，消除合成浆料对环境的负面影响，同时可以实现废物再利用，有效降低丝胶蛋白污水和废弃羊毛对环境的污染。此种丝胶蛋白和羊毛角蛋白混合上浆的方法，具有良好浆纱性能、具有较高的上浆率、易退浆；是一种绿色的低成本的上浆方法，具有良好的应用前景和推广价值。本专利技术利用一定的方法高效率的提取丝胶蛋白和羊毛角蛋白，在实验的基础上将两种蛋白质以一定的合理比例进行配比，再加入一定的助剂，制备出非传统的可生物降解的纱线上浆料，可用于棉细砂及涤纶的上浆。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1一种羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法，包括以下步骤：1）丝胶蛋白溶液的制备：取未脱胶的家蚕进行脱胶，为了得到分子量范围较窄及分子量较大的水解产物，使用硼砂-碳酸钾缓冲液体系（pH11.2-11.5,0.5mol/L）来进行蚕丝脱胶，温度控制在95℃之间，脱胶时间2小时，经测定制备的丝胶蛋白分子量在1568Da，丝胶蛋白提取率为26.8%。去除会产生沉淀的非金属阴离子：因为碳酸钠提取的丝胶中含有碳酸根离子，会和水体系中金属离子在高温情况下发生沉淀，生成不溶性的盐类。因此，将提取好的丝胶中加入盐酸试剂（2mol/L），将溶液的pH值调节到1.5，在90℃下加热20分钟，去除溶液中的碳酸根离子。2)角蛋白溶液的制备：在不同的温度条件、选择硼砂-氢氧化钙缓冲液体系（pH12.5-13.5,浓度为0.5mol/L）作为碱剂，温度控制在95℃之间，经测定此种方法制备的角蛋白分子量在1345Da,角蛋白提取率在38.64%。3）制备混合蛋白溶液：此种方法所制备的角蛋白溶液的浓度为22.30g/L,丝胶蛋白的浓度为25.2g/L。将两种蛋白调节至同一浓度为21g/L。将羊毛蛋白和丝胶蛋白溶液按照质量比1:1进行混合，将溶液的pH值调节至8。4）加入其它辅助性试剂，蛋白质稳定剂藻酸丙二酯0.02%，防腐剂双氯酚0.1%，起到润滑及抗静电作用的聚醚改性硅油0.02%。混合均匀，得到配制好的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料溶液。5）将配制好的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料用于纱线上浆，对棉细纱及涤纶细砂进行上浆。上浆条件是：pH8、温度90℃、上浆时间为5min。测试在90℃烘干0.5小时，测定浆纱前后棉纤维及涤纶纤维的质量变化，得出上浆率。同时对其退浆率进行测定，测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）：制备丝胶蛋白溶液；2) 制备角蛋白溶液；3）制备混合蛋白溶液：将步骤1）和步骤2)制备的丝胶蛋白溶液中的丝胶蛋白的浓度和角蛋白溶液中的角蛋白的浓度调节至同一浓度，将角蛋白溶液和丝胶蛋白溶液按照4:1‑1:4的质量比混合，将溶液的pH值调节至6‑8之间；4）加入辅助性试剂：蛋白质稳定剂藻酸丙二酯、防腐剂双氯酚、润滑及抗静电的聚醚改性硅油，得到配制好的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料溶液；5）将配制好的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料用于纱线上浆，对棉细纱或涤纶细砂进行上浆。

【技术特征摘要】
1.一种羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）：制备丝胶蛋白溶液；2)制备角蛋白溶液；3）制备混合蛋白溶液：将步骤1）和步骤2)制备的丝胶蛋白溶液中的丝胶蛋白的浓度和角蛋白溶液中的角蛋白的浓度调节至同一浓度，将角蛋白溶液和丝胶蛋白溶液按照4:1-1:4的质量比混合，将溶液的pH值调节至6-8之间；4）加入辅助性试剂：蛋白质稳定剂藻酸丙二酯、防腐剂双氯酚、润滑及抗静电的聚醚改性硅油，得到配制好的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料溶液；5）将配制好的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料用于纱线上浆，对棉细纱或涤纶细砂进行上浆。2.根据权利要求1所述的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法，其特征在于：步骤1）所述的制备丝胶蛋白溶液的步骤是：取未脱胶的家蚕或柞蚕丝，使用硼砂-碳酸钾缓冲液体系：pH11.2-11.5，浓度为0.5mol/L，来进行蚕丝脱胶，温度控制在90℃-100℃之间，脱胶时间1-3小时，所制备的丝胶蛋白的浓度为20.80-26.00g/L。3.根据权利要求1或2所述的羊毛角蛋白和丝胶蛋白纱线上浆料的制备方法，其特征在于：对步骤1）制备的丝胶蛋白溶液去除非金属阴离子：将提取好的丝胶蛋白中加入浓度为2mol/L...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏小舟，栗蕾，陈劲松，
申请(专利权)人：中原工学院，
类型：发明
国别省市：河南,41