一种丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维的制备方法技术

本发明专利技术属于植物纤维深加工技术领域，具体公开了一种吸油疏水丝瓜络复合纤维的制备方法。本发明专利技术用果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶酶解处理干燥的丝瓜络纤维和纤维素酶与木瓜蛋白酶酶解后的壳聚糖，依次通过NMMO·H2O溶液处理、脱泡处理等步骤后得到改性的丝瓜络纤维，将改性的丝瓜络纤维素和酶处理后的壳聚糖混合，并在50±5℃的条件下使其完全溶解在二甲基甲酰胺溶液中，得到丝瓜络纤维素/壳聚糖静电纺丝液；最后，丝瓜络纤维素/壳聚糖静电纺丝处理和交联热处理，得到本发明专利技术的丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维。本发明专利技术制备了一种全新的丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维，成品具有吸油率高，吸水率低等特点，有广阔的市场前景。

Preparation of a Luffa Loose Cellulose/Chitosan Composite Fiber

The invention belongs to the technical field of plant fiber deep processing, and specifically discloses a preparation method of oil absorption and hydrophobic Luffa complex fiber. The present invention uses pectinase: laccase: hemicellulase to hydrolyze the dried Luffa collateral fibers and chitosan after cellulase and papain enzymatic hydrolysis. Modified Luffa collateral fibers are obtained by NMMO H2O solution treatment and defoaming treatment in turn. Modified Luffa collateral cellulose is mixed with chitosan after enzyme treatment, and the chitosan is made under the condition of 50 5 C. The luffa-cellulose/chitosan electrospinning solution is obtained by completely dissolving it in dimethylformamide solution. Finally, the luffa-cellulose/chitosan composite fiber is obtained by electrospinning and cross-linking heat treatment of the luffa-cellulose/chitosan. The invention prepares a new Luffa complex cellulose/chitosan fiber. The finished product has the characteristics of high oil absorption rate and low water absorption rate, and has broad market prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维的制备方法
本专利技术属于植物纤维深加工
，具体涉及一种吸油疏水丝瓜络复合纤维的制备方法。
技术介绍
丝瓜络为葫芦科植物丝瓜或粤丝瓜的成熟果实的维管束。有通经活络，解毒消肿的功效。在民间，经常有人把丝瓜络晒干后用来洗碗，利用丝瓜络中含有的吸油成分，但是，丝瓜络其中还有纤维素、半纤维素及木质素，其不仅不耐储存，经常会发生霉变等现象，而且，吸油率不高，吸油效果差强人意，急需一种新型的材料来代替传统的丝瓜络纤维。壳聚糖是一种天然的阳离子聚合物，是从甲壳类、节肢类动物的壳体及菌类、藻类等低等植物的细胞壁中提取的。具有很好的成膜性、生物相容性、生物可降解性和优良的抗菌抑菌作用，因此广泛应用于医药、食品、化工、环保等领域。纤维素是地球上广泛存在的天然可再生高分子材料，具有石油无法比拟的优势。纤维素膜材料以其良好的力学强度、透气性、可生物降解等特性，在膜工业中占有重要地位。丝瓜络是重要的纤维素资源，是由纤维素、半纤维素及木质素等伴生物形成的三维网状结构，要利用丝瓜络纤维素资源，必须对纤维素伴生物进行处理，去除半纤维素及木质素，使单纤维分离。文献报道采用碱、双氧水组合处理方法对天然丝瓜络纤维进行预处理。结果表明，使用NaOH、H2O2混合溶液处理最佳工艺为10％H2O2和10％NaOH，时间2h。在此工艺条件下，丝瓜络纤维脱胶率为39％，纤维素成分为80．51％，比未处理前的66．19％明显提高。预处理工艺使丝瓜络由较粗的束纤维（2000μm）变成直径20μm左右的单纤维，处理后，丝瓜络纤维的回潮率由原来的9.25％提高到12％。而如果将丝瓜络纤维用于吸油，则需要降低其吸水率，提高其吸油率，本专利技术通过一系列的生物和化学改性，使得丝瓜络的吸水率大大降低，而吸油率大大提高，可以广泛用于制备吸油材料。
技术实现思路
本专利技术为了解决天然丝瓜络纤维自身存在的缺陷，降低其吸水率，提高其吸油率，提提出了一种一种丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维的制备方法，其具体制备工艺如下：（1）将丝瓜络纤维在水溶液中磁力搅拌，搅拌完成后在110℃以下的条件下烘干，得到干燥的丝瓜络纤维。②用果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶酶解处理干燥的丝瓜络纤维；③配制壳聚糖含量为5~15%的悬浮液，用去离子水溶胀15~60min，再逐渐加入2~5%浓度的乙酸溶液使壳聚糖溶解，在40±5℃的条件下搅拌均匀，使壳聚糖完全溶解，得到壳聚糖溶液；④在壳聚糖溶液中加入纤维素酶与木瓜蛋白酶的复合酶，酶解10~120min，酶解结束后在90~100℃的条件下蒸干壳聚糖溶液中的水分，得到酶处理后的壳聚糖；⑤将酶解后的丝瓜络纤维加入到NMMO·H2O溶液中，同时加入0.05~0.4%的没食子酸丙酯，在90±3℃的条件下反应1~5h，得到丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液；⑥将制得的丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液在温度80~95℃、真空度0.1~0.6MPa的条件下脱泡处理1~10h；⑦将脱泡后的丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液中加入0.1~0.8%的硼酸和0.5~2.5%的醋酸钠，置于70~95℃的水域条件下混合搅拌反应30~120min，得到改性的丝瓜络纤维素混合液；⑧将改性的丝瓜络纤维素混合液浓缩干燥处理，得到改性的丝瓜络纤维素；⑨将改性的丝瓜络纤维素和和酶处理后的壳聚糖在50±5℃的条件下使其完全溶解在二甲基甲酰胺溶液中，得到丝瓜络纤维素/壳聚糖静电纺丝液；（10）将丝瓜络纤维素/壳聚糖静电纺丝处理，得到丝瓜络纤维素/壳聚糖纤维；⑪将丝瓜络纤维素/壳聚糖纤维置于90±3℃的条件下交联热处理5~8h，得到本专利技术的丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维。进一步，所述酶解处理干燥的丝瓜络纤维具体是在温度55℃的条件下酶解2~24h。进一步，所述果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶的添加量为干燥的丝瓜络质量的1~8%。进一步，所述果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶中，果胶酶：漆酶：半纤维素酶比例为1:0.5:0.5~1:2:2。进一步，酶解后的丝瓜络纤维加与NMMO·H2O溶液混合的料液比为1:2~1:10（m/V）。进一步，所述NMMO·H2O溶液中，NMMO·H2O的质量分数为11~17.5%。进一步，所述丝瓜络纤维素/壳聚糖静电纺丝液中，改性的丝瓜络纤维素含量为2~10%，酶处理后的壳聚糖的含量为0.5~5%，进一步，所述静电纺丝的条件为：纺丝电压为5~20kV、溶液流速为0.5~2mL/h、滚筒接收距离5~15cm。有益效果本专利技术在天然丝瓜络纤维的基础上，对天然的丝瓜络纤维进行了改性处理，将天然丝瓜络纤维中，使丝瓜络纤维容易吸水、霉变腐烂的物质去除，加入了复合酶的处理，，复合酶处理能去除丝瓜络纤维表面的半纤维素、木质素等胶质，纤维状条痕清晰可见，纤维素单纤维暴露出来。本专利技术是由乙酸溶解壳聚糖，再和改性过的丝瓜络纤维结合，最后通过静电纺丝，得到了一种全新的丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维，这个丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维不仅不含有天然丝瓜络中的胶质成分，而且通过壳聚糖及辅助，使得新纤维的吸水率基本上降低到3%以下，而其的吸油率可以达到到12.86g±0.97g/g，远超市场同类纤维的吸油率。本专利技术制备的丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维可以用于制备家用洗涤用品纤维，可以快速除去被洗涤物品上的油渍，同时，质地柔软具有良好的使用舒适性。第二，本专利技术也可以作为海上飘油污染的吸附纤维，其油渍吸附量大，可以反复使用，吸油效率高，成本低廉。具体实施方式本实施例中，丝瓜络（安徽巢湖自然生长成熟）；半纤维素酶为酶活性200u/mg、温度范围30～60℃、pH：4.0～5.5、漆酶为酶活性≥10u/mg、pH：3.0～5.5，最适温度50℃、果胶酶，其酶活性为3万u/g，质量分数为50%的NMMO购买自上海金穗生物科技有限公司，其他试剂均为分析纯。实施例1一种丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维的制备方法，具体技术方案如下：1.将丝瓜络剪碎为长度0.5~3cm的纤维，在电热恒温水浴锅蒸煮，并磁力搅拌30min，搅拌结束后抽滤，并在105℃的烘箱内烘干，得到干燥的丝瓜络纤维。2.复合酶处理干燥的丝瓜络纤维：用果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶，在温度55±3℃的条件下酶解12h，得到酶解后的丝瓜络纤维，其中复合酶的添加量为干燥的丝瓜络质量的5%，复合酶中，果胶酶：漆酶：半纤维素酶比例为1:1:1。3、配制壳聚糖含量为10%的悬浮液，用去离子水溶胀30min，再逐渐加入3%浓度的乙酸溶液使壳聚糖溶解，在40±5℃的条件下搅拌均匀，使壳聚糖完全溶解后放置4h，得到壳聚糖溶液。4、在壳聚糖溶液中加入纤维素酶与木瓜蛋白酶的复合酶，酶解30min，酶解结束后在95℃的条件下蒸干壳聚糖溶液中的水分，得到酶处理后的壳聚糖；其中，所述纤维素酶和木瓜蛋白酶的混合比例为1:1，复合酶添加量为1%（质量比）。5、将酶解后的丝瓜络纤维按照料液比1:5（m/V）的添加量加入到质量分数为13.3%的NMMO·H2O溶液中，同时加入0.1%的没食子酸丙酯，在90±3℃的条件下反应2h，得到丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液。6、将制得的丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液放入真空干燥箱中，在温度90℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：①将丝瓜络纤维在水溶液中磁力搅拌，搅拌完成后在110℃以下的条件下烘干，得到干燥的丝瓜络纤维；②用果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶酶解处理干燥的丝瓜络纤维；③配制壳聚糖含量为5~15%的悬浮液，用去离子水溶胀15~60min，再逐渐加入2~5%浓度的乙酸溶液使壳聚糖溶解，在40±5℃的条件下搅拌均匀，使壳聚糖完全溶解，得到壳聚糖溶液；④在壳聚糖溶液中加入纤维素酶与木瓜蛋白酶的复合酶，酶解10~120min，酶解结束后在90~100℃的条件下蒸干壳聚糖溶液中的水分，得到酶处理后的壳聚糖；⑤将酶解后的丝瓜络纤维加入到NMMO·H2O溶液中，同时加入0.05~0.4%的没食子酸丙酯，在90±3℃的条件下反应1~5h，得到丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液；⑥将制得的丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液在温度80~95℃、真空度0.1~0.6MPa的条件下脱泡处理1~10h；⑦将脱泡后的丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液中加入0.1~0.8%的硼酸和0.5~2.5%的醋酸钠，置于70~95℃的水浴条件下混合搅拌反应30~120min，得到改性的丝瓜络纤维素混合液；⑧将改性的丝瓜络纤维素混合液浓缩干燥处理，得到改性的丝瓜络纤维素；⑨将改性的丝瓜络纤维素和酶处理后的壳聚糖在50±5℃的条件下使其完全溶解在二甲基甲酰胺溶液中，得到丝瓜络纤维素/壳聚糖静电纺丝液；将丝瓜络纤维素/壳聚糖静电纺丝处理，得到丝瓜络纤维素/壳聚糖纤维；⑪将丝瓜络纤维素/壳聚糖纤维置于90±3℃的条件下交联热处理5~8h，得到本专利技术的丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维。...

【技术特征摘要】
1.一种丝瓜络纤维素/壳聚糖复合纤维的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：①将丝瓜络纤维在水溶液中磁力搅拌，搅拌完成后在110℃以下的条件下烘干，得到干燥的丝瓜络纤维；②用果胶酶：漆酶：半纤维素酶组成的复合酶酶解处理干燥的丝瓜络纤维；③配制壳聚糖含量为5~15%的悬浮液，用去离子水溶胀15~60min，再逐渐加入2~5%浓度的乙酸溶液使壳聚糖溶解，在40±5℃的条件下搅拌均匀，使壳聚糖完全溶解，得到壳聚糖溶液；④在壳聚糖溶液中加入纤维素酶与木瓜蛋白酶的复合酶，酶解10~120min，酶解结束后在90~100℃的条件下蒸干壳聚糖溶液中的水分，得到酶处理后的壳聚糖；⑤将酶解后的丝瓜络纤维加入到NMMO·H2O溶液中，同时加入0.05~0.4%的没食子酸丙酯，在90±3℃的条件下反应1~5h，得到丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液；⑥将制得的丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液在温度80~95℃、真空度0.1~0.6MPa的条件下脱泡处理1~10h；⑦将脱泡后的丝瓜络纤维素/NMMO·H2O溶液中加入0.1~0.8%的硼酸和0.5~2.5%的醋酸钠，置于70~95℃的水浴条件下混合搅拌反应30~120min，得到改性的丝瓜络纤维素混合液；⑧将改性的丝瓜络纤维素混合液浓缩干燥处理，得到改性的丝瓜络纤维素；⑨将改性的丝瓜络纤维素和酶处理后的壳聚糖在50±5℃的条件下使其完全溶解在二甲基甲酰胺溶液中，得到丝瓜络纤维素/壳聚糖静电纺丝液；将丝瓜络纤维素/壳聚糖静电纺丝处理，得到丝瓜络...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫红芹，宋远丁，储长流，严庆帅，郭棋盛，章文琴，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34