一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维制造技术

本发明专利技术公开了一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维，由以下重量份原料：20～50份含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片、50～80份聚乳酸切片、0.1～5份润滑剂、0.1～5份助剂，经熔融缩聚、牵拉、定型等工序制备。本发明专利技术以含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片和聚乳酸切片为主要原料制得，兼具聚乳酸纤维和牛奶蛋白复合纤维的优点，且通过其生物相容改性，改善了聚乳酸纤维吸湿性差，染色性差的缺点。

A Milk Protein Modified Polylactic Acid Biodegradable Composite Fiber

The invention discloses a milk protein modified polylactic acid biodegradable composite fiber, which is prepared from 20-50 milk protein modified polylactic acid slices, 50-80 milk protein modified polylactic acid slices, 0.1-5 lubricants and 0.1-5 Auxiliaries by melt polycondensation, drawing and setting processes. The modified polylactic acid chips containing milk protein and polylactic acid chips are prepared as main raw materials, which have the advantages of both polylactic acid fibers and milk protein composite fibers, and the disadvantages of poor hygroscopicity and poor dyeability of polylactic acid fibers are improved by biocompatibility modification.

【技术实现步骤摘要】
一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维
本专利技术属于纺织化学纤维
，具体涉及一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维。
技术介绍
聚乳酸是一种使用可再生的植物资源(如玉米、红薯)所提出的淀粉原料制成的新型生物降解材料，其主要通过溶剂挥发法纺丝法和熔融纺丝法制备出聚乳酸纤维。聚乳酸纤维具有与聚酯纤维相似的结晶性、透明性和耐热性，同时具有良好的生物相容性和生物降解性。但是，由于聚乳酸是线性聚酯结构、亲水基团少，因此聚乳酸纤维的吸湿性差，染色性比一般纺织纤维要差，无法满足人们的消费需求。近几年，许多研究者从化学改性、生物改性、复合改性方面进行了大量研究。杨健等人用无水氨对聚乳酸膜进行等离子体处理，通过测量水接触角发现氨等离子体改性聚乳酸膜的亲水性有了很好的改善。N.DeGeyter等人用空气和氩气在聚乳酸的表面引入含氧基团，改善了亲水性，而氮等离子处理聚乳酸表面引入了含氮基团，测试表征表明引入了含氮基团的聚乳酸表面的亲水性优于引入含氮基团的表面。中国专利申请号201711027312.1的中国专利公开一种聚乳酸/纤维素生物可降解复合材料，利用右旋聚乳酸型聚氨酯弹性体增韧和耐热改性复合材料，机械性能和热性能均优异。通过研究发现氨基酸、多糖等生物分子的引入，可加强其吸湿性能，并实现多功能化。牛奶蛋白复合纤维是利用接枝共聚技术将蛋白质分子与丙烯腈分子制成含牛奶蛋白的浆液，再经湿法纺丝工艺制成的复合纤维。牛奶蛋白纤维中蛋白含量高，含有十多种对人体有益的氨基酸，并含有十多种对人体有益的氨基酸，具有良好吸湿透气性、天然抗菌、保健肌肤等性能。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维，该复合纤维以含牛奶蛋白的改性聚乳酸和聚乳酸为主要原料制得，兼具聚乳酸纤维和牛奶蛋白复合纤维的优点，且通过其生物相容改性，改善了聚乳酸纤维吸湿性差，染色性差的缺点。本专利技术采取的技术方案是：一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维，由以下重量份原料制成：20～50份含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片、50～80份聚乳酸切片、0.1～5份润滑剂、0.1～5份助剂。进一步地，所述含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片的制备方法为：一、用量筒量取1000重量份新鲜纯牛奶，将其置于蒸发器中减压蒸发12h后取出置于锥形瓶中，将锥形瓶放置在离心机中，离心4h后加入100～180重量份的NaOH水溶液，碱液中的蛋白质分离出来，加入50重量份质量分数为3％的NaCl溶液，蛋白质析出，将析出的蛋白质收集于锥形瓶中，得牛奶蛋白备用；二、将牛奶蛋白、DL-丙交酯、聚乙醇、引发剂按一定重量比，在密炼机中进行熔融引发接枝，得到大分子量含牛奶蛋白的改性聚乳酸；三、将含牛奶蛋白的改性聚乳酸和聚乳酸按照重量比2:3的比例在预混机进行预混合，充分混合均匀后得低摩尔质量的共聚物，然后在170～230℃条件下，利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的共聚物在挤出机上进一步缩聚，制备出较高摩尔质量的含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片。优选地，所述离心机转速设定为1000r/min～2000r/min。优选地，所述牛奶蛋白、DL-丙交酯、聚乙醇、引发剂的重量比为5～8：6～9：2～7：0.3～0.8。本专利技术还提供了一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维的制备方法，包括以下步骤：a、原料准备：以重量份数，20～50份含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片、50～80份聚乳酸切片、0.1～5份润滑剂、0.1～5份助剂；b、将含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片和聚乳酸切片放入真空烘干箱进行干燥；c、向干燥后的含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片和聚乳酸切片中加入润滑剂、助剂，经双螺杆复合纺丝机的融化段进一步熔融缩聚，通过不同复合喷丝头挤出不同截面形状的纤维。进一步地，将步骤c挤出的不同截面形状的纤维进行牵伸及热定型，再根据生产需求进行进一步的加工即可得成品。优选地，所述牵伸倍数为2～40倍；热定型时，第一热盘温度为50～60℃、第二热盘温度为60～70℃、热箱温度为100～110℃。优选地，步骤b中的干燥温度为60～95℃，干燥时间为1h。优选地，步骤c中纺丝温度为聚乳酸熔点温度1～80℃、螺杆转速为100～1000m/min。优选地，步骤c挤出的纤维截面形状为有同心型、并列型和偏心型。本专利技术的有益效果是：1、聚乳酸纤维轻柔滑腻、柔顺悬垂、吸湿透气、机械强度好、优良的耐热性和抗紫外线性；牛奶蛋白纤维具有良好吸湿透气性、天然抗菌、保健肌肤；将牛奶蛋白和聚乳酸相结合起来，制备的含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维性能优良，具有良好的吸湿性和染色性，且可完全降解，绿色环保；2、本专利技术将牛奶蛋白与聚乳酸通过共聚接枝技术，制备出含牛奶蛋白改性聚乳酸；3、本专利技术制备的含牛奶蛋白改性聚乳酸生物含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维为复合结构，两组份分别为含牛奶蛋白改性聚乳酸和聚乳酸，含牛奶蛋白改性聚乳酸即含有牛奶蛋白嵌段又含有聚乳酸嵌段，因此两组份间可通过化学键和氢键连接，保证纤维结构的牢固，使其强度得以保证；4、本专利技术利用不同的复合喷丝头制备出不同截面形状的含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维，可生产出丰富多彩的产品；5、本专利技术所用的原材料全部来源于可再生材料，具有优良的物理和化学性能，同时可完全降解，与常规的生物可降解材料，更加有利于环境保护，符合纤维产业发展的趋势。附图说明图1为三种不同截面形状的纤维的示意图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步地详细说明，但本专利技术的实施方式不限于此，在不脱离本专利技术上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的范围内。实施例1一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维的制备方法，包括以下步骤：a、含牛奶蛋白的改性聚乳酸的制备：一、用量筒量取1000重量份新鲜纯牛奶，将其置于蒸发器中减压蒸发12h后取出置于锥形瓶中，将锥形瓶放置在离心机中，所述离心机转速设定为1000r/min，离心4h后加入100重量份的NaOH水溶液，碱液中的蛋白质分离出来，加入50重量份质量分数为3％的NaCl溶液，蛋白质析出，将析出的蛋白质收集于锥形瓶中，得牛奶蛋白备用；二、将牛奶蛋白、DL-丙交酯、聚乙醇、引发剂按重量比为5：6：2：0.3的比例混合，在密炼机中进行熔融引发接枝，得到大分子量含牛奶蛋白的改性聚乳酸；b、将含牛奶蛋白的改性聚乳酸和聚乳酸按照重量比2:3的比例在预混机进行预混合，充分混合均匀后得低摩尔质量的共聚物，然后在170℃条件下，利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的共聚物在挤出机上进一步缩聚，制备出较高摩尔质量的含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片；c、将50重量份含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片和50重量份聚乳酸切片放入真空烘干箱进行干燥，干燥温度为60℃，干燥时间为1h；d、向干燥后的含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片和聚乳酸切片中加入0.1重量份润滑剂、0.1重量份助剂，经双螺杆复合纺丝机的融化段进一步熔融缩聚，纺丝温度为聚乳酸熔点温度1℃、螺杆转速为100m/min，然后通过同心型喷丝头挤出同心型的纤维，将同心型的纤维进行牵伸及热定型，牵伸倍数为4倍、第一热盘温度为50℃、第二热盘温度为60℃、热箱温度为100℃，再根据生产本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维，其特征在于由以下重量份原料制成：20～50份含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片、50～80份聚乳酸切片、0.1～5份润滑剂、0.1～5份助剂。

【技术特征摘要】
1.一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维，其特征在于由以下重量份原料制成：20～50份含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片、50～80份聚乳酸切片、0.1～5份润滑剂、0.1～5份助剂。2.根据权利要求1所述一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维，其特征在于所述含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片的制备方法为：一、用量筒量取1000重量份新鲜纯牛奶，将其置于蒸发器中减压蒸发12h后取出置于锥形瓶中，将锥形瓶放置在离心机中，离心4h后加入100～180重量份的NaOH水溶液，碱液中的蛋白质分离出来，加入50重量份质量分数为3％的NaCl溶液，蛋白质析出，将析出的蛋白质收集于锥形瓶中，得牛奶蛋白备用；二、将牛奶蛋白、DL-丙交酯、聚乙醇、引发剂按一定重量比，在密炼机中进行熔融引发接枝，得到大分子量含牛奶蛋白的改性聚乳酸；三、将含牛奶蛋白的改性聚乳酸和聚乳酸按照重量比2:3的比例在预混机进行预混合，充分混合均匀后得低摩尔质量的共聚物，然后在170～230℃条件下，利用双螺杆挤出机将低摩尔质量的共聚物在挤出机上进一步缩聚，制备出较高摩尔质量的含牛奶蛋白的改性聚乳酸切片。3.根据权利要求2所述一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维，其特征在于所述离心机转速设定为1000r/min～2000r/min。4.根据权利要求2所述一种含牛奶蛋白改性聚乳酸生物可降解复合纤维，其特征在于所述牛奶蛋白、DL-丙交酯、聚乙醇、引发剂的重量比为5～8：6～9：2～7：0.3～0....

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡涛，邓梦颖，郑福尔，吴秋兰，李建妮，吴中献，陈美英，
申请(专利权)人：石狮市中纺学服装及配饰产业研究院，
类型：发明
国别省市：福建,35