一种丝素聚乳酸纤维的制备方法技术

本发明专利技术提供一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维，将丝素蛋白水溶液中加入DL‑丙交酯和聚乙二醇，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶液，再将经辐照预处理的蚕丝聚乳酸复合纱浸入丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中，经超声水洗烘干得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。本方法制备的含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维截面呈皮芯结构，芯层为蚕丝聚乳酸复合纱，皮层为丝素蛋白改性的聚乳酸，皮层和芯层之间通过化学键和氢键连接，该含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维的机械强度好，绿色亲肤，服用性好，可用纺织和医疗领域。

A preparation method of silk fibroin polylactic acid fiber

The invention provides a silk fibroin polylactic acid fiber containing silk fibroin modified polylactic acid. The silk fibroin aqueous solution is added with DL -lactide and polyethylene glycol, and the silk fibroin modified polylactic acid solution is obtained by stirring reaction. The silk fibroin polylactic acid composite yarn pretreated by irradiation is immersed in the silk fibroin modified polylactic acid solution, and the silk fibroin modified polylactic acid solution is obtained by ultrasonic water washing and drying. Silk fibroin polylactic acid fibers. The silk fibroin polylactic acid fibers modified by silk fibroin were prepared by this method. The cross section of silk fibroin polylactic acid fibers was skin-core structure. The core layer was silk polylactic acid composite yarn, and the skin layer was silk fibroin modified polylactic acid. The silk fibroin polylactic acid fibers modified by silk fibroin were chemically bonded and hydrogen bonded. The silk fibroin polylactic acid fibers modified by silk fibroin had good mechanical strength, green skin affinity and wearability, and could be used for textile. And in the medical field.

【技术实现步骤摘要】
一种丝素聚乳酸纤维的制备方法本申请是申请号为2016103198121，申请日为2016年05月13日，专利技术创造名称为“一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维”的专利的分案申请。
本专利技术属于纺织材料
，具体涉及一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。
技术介绍
随着科技与社会的发展，化学、高分子与纳米技术得到迅速的发展，然而以传统的化学方式生产的化学纤维对环境和资源造成了很大的负担，因此为了社会的可持续发展，保护环境和使用再生资源日益受到人们的关注。在纺织领域，人们对纤维不仅要求服用性佳，色泽亮丽新颖，还要求绿色环保，亲肤舒适。聚乳酸纤维，又称玉米纤维、PLA纤维，是以玉米、小麦等淀粉发酵转化的乳酸作为原料，由单体乳酸环化二聚合成丙交酯，丙交酯再开环聚合合成，也可由乳酸直接聚合，熔融纺丝形成纤维。聚乳酸纤维因完全不使用石油化工等原料，生产加工时能耗少，污染少，而且生物降解和燃烧时不产生一氧化碳有毒气体，是最具发展前景的绿色纤维之一。蚕丝是一种天然蛋白，具有优良的机械性和亲肤性能，素来被称为纤维皇后，而且蚕丝的加工性能好，可根据不同目的被制作成纤维、粉末、凝胶、溶液、薄膜等多种形式，作为基材或者添加剂提高复合材料的功能性。目前市场上的玉米蛋白纤维是从动植物中提取蛋白质作为原料，与聚乳酸纤维共混、交联、接枝后形成纺丝液，最后经纺丝、固化、牵伸、干燥、卷曲、定型等工艺得到的纤维。这类纤维材料的可加工性和力学强度较弱，实用性差。中国文献(“丝素聚乳酸共混纤维性能研究”，顾伟，苏州大学硕士论文，2006年5月15日)公开的丝素聚乳酸共混纤维是将丝素成膜后与干燥的聚乳酸颗粒溶于HFIP溶剂，经振荡溶解、过滤、真空消泡后得到纺丝液，经湿法纺丝、热定形、定形得到丝素聚乳酸共混纤维。该方法制备的丝素聚乳酸共混纤维与再生丝素纤维相比强度和伸长小，共混纤维中随着聚乳酸比重的提高，断裂强度和断裂伸长呈递减趋势。中国专利CN104530670A(公开日2015.4.22)公开的一种蚕丝蛋白/聚乳酸共混物材料及其熔融共混制备方法，将蚕丝蛋白、聚乳酸、蚕丝蛋白与聚乳酸共聚物进行高速混合，经加热熔融混合得到聚乳酸与丝素蛋白的共混物，再经挤出造粒后得到蚕丝蛋白/聚乳酸共混材料，该方法制备的蚕丝蛋白与聚乳酸共混物的形态为粒状，功能性受到很大限制，不能用作纺织纤维。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维，将丝素蛋白水溶液、DL-丙交酯和聚乙二醇作为原料丝素蛋白改性的聚乳酸溶液，再将经辐照预处理的蚕丝聚乳酸复合纱浸入得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。本方法制备的含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维的机械强度好，绿色亲肤，服用性好。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维，其特征在于，所述含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维中包括丝素蛋白和聚乳酸，所述丝素蛋白的物理形态为液体和纤维，所述聚乳酸的物理形态未液体和纤维，所述丝素聚乳酸纤维中丝素蛋白的质量分数为30-60％。作为上述技术方案的优选，所述含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维含有皮层和芯层，所述芯层为蚕丝聚乳酸复合纱，所述皮层为丝素蛋白改性的聚乳酸，所述皮层和芯层之间通过化学键和氢键连接。本专利技术还提供了一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)将蚕丝经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的蚕丝纤维，将预处理的蚕丝纤维溶解透析处理后形成丝素蛋白水溶液，将丝素蛋白水溶液中加入DL-丙交酯和聚乙二醇，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶液；(2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与5-8根聚乳酸纤维平行排列集束，并加捻形成蚕丝聚乳酸复合纱；(3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱经辐照预处理后，立即进入步骤(1)制备的丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中振荡浸渍，取出烘干，超声水洗后，干燥得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，预处理的蚕丝纤维为连续纤维，蚕丝纤维的纤度为20/22D。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，丝素蛋白水溶液中丝素蛋白的相对分子质量为10000-25000，丝素蛋白水溶液中丝素蛋白的质量分数为2-10％。作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，丝素蛋白水溶液、DL-丙交酯和聚乙二醇的体积比为80-100:3-5:2-6。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，聚乳酸纤维的纤度为2-5D。作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，加捻的捻度为400-1200捻/10cm。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，辐照预处理为10-20kGy强度下辐射3-5min。作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，振荡浸渍的温度为35-40℃，振荡浸渍的时间为15-30min。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)聚乳酸纤维轻柔滑腻，柔顺悬垂，吸湿透气，丝般柔和舒适，机械强度好，而且耐热性能和抗紫外性能优异，蚕丝是一种性能优良的纤维材料，蚕丝含有的丝素蛋白也是一种纯天然的蛋白质，与胶原蛋白类似，对人体的生物相容性佳，亲肤性好，将两者相结合制备的丝素聚乳酸纤维的性能优良，绿色环保，亲肤舒适。(2)本专利技术制备的丝素聚乳酸纤维为皮芯结构，芯层为蚕丝聚乳酸复合纱，芯层使用蚕丝纤维和聚乳酸纤维作为原料，首先保证了丝素聚乳酸纤维的原料的纯度，只含有丝素蛋白和聚乳酸，而且通过将蚕丝纤维与聚乳酸纤维复合形成复合纱可保证丝素聚乳酸纤维的机械性好，避免出现混纺纤维机械强度低下的问题。(3)本专利技术制备的丝素聚乳酸纤维为皮芯结构，皮层为丝素蛋白改性的聚乳酸，丝素蛋白改性的聚乳酸中既含有丝素蛋白又含有聚乳酸，即既含有丝素蛋白嵌段又含有聚乳酸嵌段，因此对芯层的蚕丝纤维和聚乳酸纤维都具有亲和性，有利于在皮层和芯层之间形成化学键和氢键，保证皮芯结构之间的牢固，而且芯层的蚕丝聚乳酸复合纱的表面经过预辐射处理，活化了纤维的表面，更加有利于与皮层的丝素蛋白改性的聚乳酸相结合形成稳定的连接。(4)本专利技术制备的含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维中只含有丝素蛋白和聚乳酸两种原料，制备的丝素聚乳酸纤维与常规的蚕丝聚乳酸复合纱和单纯丝素聚乳酸纤维相比材料分布更均一，性能能加稳定，机械强度更高，生物相容性更好，使用范围更加广泛，绿色环保，可用于纺织和医疗领域。具体实施方式下面将结合具体实施例来详细说明本专利技术，在此本专利技术的示意性实施例以及说明用来解释本专利技术，但并不作为对本专利技术的限定。实施例1：(1)将20/22D的蚕丝连续纤维经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的蚕丝纤维，将预处理的蚕丝纤维溶解透析处理后形成质量分数为2％的丝素蛋白水溶液，其中丝素蛋白的相对分子质量为10000，然后将体积份为80的丝素蛋白水溶液中加入3份的DL-丙交酯和2份的聚乙二醇中，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶液。(2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与5根2D的聚乳酸纤维平行排列集束，并加捻400捻/10cm形成蚕丝聚乳酸复合纱。(3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱在10kGy强度下辐照预处理3min后，立即进入步骤(1)制备的丝素蛋白改性的聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丝素聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将蚕丝经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的蚕丝纤维，将预处理的蚕丝纤维溶解透析处理后形成丝素蛋白水溶液，将丝素蛋白水溶液中加入DL‑丙交酯和聚乙二醇，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶液；(2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与5‑8根聚乳酸纤维平行排列集束，并加捻形成蚕丝聚乳酸复合纱；(3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱经辐照预处理后，立即进入步骤(1)制备的丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中振荡浸渍，取出烘干，超声水洗后，干燥得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。

【技术特征摘要】
1.一种丝素聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将蚕丝经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的蚕丝纤维，将预处理的蚕丝纤维溶解透析处理后形成丝素蛋白水溶液，将丝素蛋白水溶液中加入DL-丙交酯和聚乙二醇，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶液；(2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与5-8根聚乳酸纤维平行排列集束，并加捻形成蚕丝聚乳酸复合纱；(3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱经辐照预处理后，立即进入步骤(1)制备的丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中振荡浸渍，取出烘干，超声水洗后，干燥得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。2.根据权利要求1所述的一种丝素聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，所述含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维中包括丝素蛋白和聚乳酸，所述丝素聚乳酸纤维中丝素蛋白的质量分数为30-60％。3.根据权利要求1所述的一种丝素聚乳酸纤维的制备方法，其特征在于，所述含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维含有皮层和芯层，所述芯层为蚕丝聚乳酸复合纱，所述皮层为丝素蛋白改性的聚乳酸，所述皮层和芯层之间通过化学键和氢键连接。4.根据权利要求1所述的一种丝素聚乳...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：长泰惠龙新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35