一种离子液法再生动物角蛋白纤维及其制作方法技术

一种离子液法再生动物角蛋白纤维，用离子液体将粉碎的动物角蛋白在交联剂和自交联剂协同作用下溶胀、溶解、交联、脱泡、加注混合，经干喷湿纺、烘干、自交联得到。本发明专利技术选用离子液体作为再生动物角蛋白的溶剂，在交联剂与自交联剂协同作用下，通过物理—化学方法干喷湿纺制得动物角蛋白纤维，溶剂绿色环保，易于回收再利用。

Regeneration of animal keratin fibers by ionic liquid method and its preparation method

An ionic liquid method is used to regenerate animal keratin fibers. The crushed animal keratin is swelled, dissolved, crosslinked, defoamed and injected under the synergistic action of cross-linking agent and self-crosslinking agent. The crushed animal keratin is obtained by dry-jet wet spinning, drying and self-crosslinking. In the invention, ionic liquids are selected as the solvent for regenerating animal keratin, and animal keratin fibers are prepared by physical-chemical dry-jet wet spinning under the synergistic action of crosslinking agent and self-crosslinking agent. The solvent is green and environmentally friendly, and is easy to be recycled and reused.

【技术实现步骤摘要】
一种离子液法再生动物角蛋白纤维及其制作方法
本专利技术属于纺织
，涉及一种离子液法再生动物角蛋白纤维及其制作方法。
技术介绍
目前，再生蛋白纤维分为再生植物蛋白纤维和再生动物角蛋白纤维，纤维多是将天然的动、植物蛋白依附于其它高分子载体复合再生，CN99116636、CN03111737专利公开了植物蛋白与聚乙烯醇混合制作出了植物蛋白的复合纤维，而CN03111915、CN02115722专利则公开了动物毛发蛋白与聚乙烯醇共混制得的蛋白质复合纤维。在用离子液体作为新型溶剂制备蛋白纺丝胶液方面，CN201210070496专利公开了采用咪唑类离子液体溶解花生蛋白和聚乙烯醇的混合物，制作出了花生蛋白/聚乙烯醇复合纤维；CN201310700758、CN201610362616专利分别公开了用磷酸酯类、杂双环类离子液体溶解动物毛角蛋白制备纺丝液的方法。天然蛋白质经过粉碎、溶解后形成球状高分子，成丝困难，因此，上述专利均将天然蛋白质与其它高分子聚合物直接混合，借助其它高分子聚合物链状应力制作成纤维，终端纤维的强力会受到一定影响，共混制得的再生蛋白质复合纤维中的蛋白质在其纺织品后整理（特别是碱处理）过程中很容易流失。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种离子液法再生动物角蛋白纤维，同时提供其制作方法是本专利技术的又一专利技术目的。为达到上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种离子液法再生动物角蛋白纤维，用离子液体将粉碎的动物角蛋白在交联剂和自交联剂协同作用下溶胀、溶解、交联、脱泡，经加注混合、干喷湿纺、烘干、自交联得到。所述离子液体为咪唑类离子液体。所述离子液体由A、B部分构成；A部分为1-乙基-3甲基咪唑（EMIM）、1-烯丙基-3甲基咪唑（AMIM）、N-甲基咪唑（HMIM）、1-丁基-3甲基咪唑（BMIM）类阳离子中的一种；B部分为AlCl-3、BrCl-3、BrI-2、AlBr-4、FHF-、BF-4、PF-6、CF3SO-3、SbF-6、Ac-或磷酸酯盐（DEP）类阴离子中的一种。所述交联剂为3-(2-吡啶二巯基)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（SPDP）、乙二醛、戊二醛、芳香醛、水杨醛中的一种。所述自交联剂为丙烯酰胺类衍生物。所述自交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）或N,N'－亚甲基双丙烯酰胺（MBA）。离子液体占离子液体与动物角蛋白总质量的百分比为25%-99%；交联剂用量占动物角蛋白重量的百分比0.5%-5%；自交联剂用量占动物角蛋白重量的百分比1%-10%。所述的离子液法再生动物角蛋白纤维的制作方法，包括以下步骤：1）溶胀：将粉碎后的动物角蛋白与离子液体混合并于常温下溶胀0.5h-24h；2）溶解：将溶胀好的混合物料在机械搅拌于1h-2h升温至60℃-120℃进行溶解，溶解时间控制在12小时以内，形成粘稠的胶液；3）交联：控制体系温度50℃-120℃，将步骤2）制得溶解好的胶液在机械搅拌下于1-2h内滴加交联剂，交联时间20min-8h；4）脱泡：将制得的胶液通过真空脱泡24h以内，脱除胶液内的气泡；5）加注混合：纺前通过注射法将自交联剂加注入纺丝胶液中，通过机械混合成纺丝胶液；6）干喷湿纺工艺成型：将混合均匀的纺丝胶液通过干喷湿纺成型工艺拉出初始态再生角蛋白质纤维；其中，凝固浴温度控制在0℃-75℃之间；7）烘干自交联：将再生动物角蛋白纤维通过烘干工序，烘干自交联温度控制在80℃-130℃之间，纤维内动物角蛋白质与自交联剂共聚，自交联时间3min-20min。干喷湿纺工艺成型采用的凝固浴为水或者由水/醇类组成的水溶液体系。其中水与醇类的用量比为(4-6):1，当凝固浴采用水/醇类时，凝固浴温度为0-40℃，当凝固浴为水时，凝固浴温度为0℃-75℃，优选30℃-75℃。所述水/醇类凝固浴中的醇类为甲醇、乙醇、丙醇和丁醇中的一种，与单纯采用水体系相比，采用水/醇类凝固浴可加快离子液体在水溶液中的扩散速度，并促进再生动物角蛋白纤维凝固成型速率，有助于提高纤维的强力和纺丝速度。但醇类的加入量不宜过大，若加入量过大，则再生动物角蛋白纤维凝固成型速率过快，反而降低纤维的强力。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：本专利技术是将天然动物角蛋白溶解在离子液中，然后在交联剂作用下使蛋白质上的氨基与交联剂上的羰基发生亲核化的Schiff碱反应，蛋白质之间形成链状大分子，然后借助后期添加的丙烯酰胺类衍生物自交联剂，在纤维烘干区，自交联剂与前期交联的链状蛋白质分子间形成交替的互穿网络状聚合体，提高了最终纤维的拉伸应力，其强力≥1.4CN/dtex，而且该方法工艺合理，制备出的纤维制品保持了天然蛋白纤维的风格，纤维性能稳定，适宜规模化生产和推广。具体实施方式以下采用具体实施方式对本专利技术做进一步说明。实施例1一种离子液法再生动物角蛋白纤维，该再生动物角蛋白纤维通过离子液体将粉碎的动物角蛋白在交联剂和自交联剂协同作用下溶胀、溶解、交联、脱泡、加注混合，经干喷湿纺、烘干、自交联得到。本实施例中，所述离子液体由A、B部分构成，所述A部分为1-乙基-3甲基咪唑（EMIM）阳离子。B部分为磷酸酯盐（DEP）类阴离子。所述交联剂为3-(2-吡啶二巯基)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（SPDP）。所述自交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）。离子液体占离子液体与动物角蛋白总质量的百分比为50%；交联剂用量占动物角蛋白重量的百分比为5%；自交联剂用量占动物角蛋白重量的百分比为1%。所述的离子液法再生动物角蛋白纤维的制作方法，包括以下步骤：1）溶胀：将粉碎后的动物角蛋白与离子液体混合并于常温下溶胀0.5h；2）溶解：将溶胀好的混合物料在机械搅拌并于1h升温至60℃溶解，溶解时间控制在10小时，形成粘稠的胶液；3）交联：控制体系温度120℃，将步骤2）制得溶解好的胶液在机械搅拌下于1h内滴加交联剂，交联时间20min；4）脱泡：将制得的胶液通过真空脱泡20h，脱除胶液内的气泡；5）加注混合：纺前通过注射法将自交联剂加注入纺丝胶液中，通过机械混合成纺丝胶液；6）干喷湿纺工艺成型：将混合均匀的纺丝胶液通过干喷湿纺成型工艺拉出初始态再生角蛋白质纤维；其中，凝固浴温度控制在25℃；干喷湿纺工艺成型采用的凝固浴为水/乙醇组成的水溶液体系。水与乙醇的质量比为4:1；之后经洗涤整理：经过1—3道洗涤工序洗涤，洗脱掉纤维上携带的离子液体，洗涤采用20-60℃的去离子水洗涤；7）烘干自交联：将再生动物角蛋白纤维通过烘干工序，烘干自交联温度控制在100℃，纤维内动物角蛋白质与自交联剂共聚，自交联时间3min；8）成品：将自交联后烘干的纤维卷绕成筒或切断打包。实施例2本实施例中离子液法再生动物角蛋白纤维，与实施例1不同之处在于：所述离子液体由A、B部分构成，A部分为1-烯丙基-3甲基咪唑（AMIM）类阳离子。所述B部分为AlCl-3类阴离子。所述交联剂为乙二醛。所述自交联剂为N,N'－亚甲基双丙烯酰胺（MBA）。离子液体占离子液体与动物角蛋白总质量的百分比为25%；交联剂用量占动物角蛋白重量的百分比为0.5%；自交联剂用量占动物角蛋白重量的百分比为10%。其制作方法，包括以下步骤：1）溶胀：将粉碎后的动物角蛋白与离子液体混合并于常温下溶胀24h；2）溶解：将溶胀好的混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离子液法再生动物角蛋白纤维，其特征在于，用离子液体将粉碎的动物角蛋白在交联剂和自交联剂协同作用下溶胀、溶解、交联、脱泡、加注混合，经干喷湿纺、烘干、自交联得到。

【技术特征摘要】
2018.03.26 CN 20181025194061.一种离子液法再生动物角蛋白纤维，其特征在于，用离子液体将粉碎的动物角蛋白在交联剂和自交联剂协同作用下溶胀、溶解、交联、脱泡、加注混合，经干喷湿纺、烘干、自交联得到。2.如权利要求1所述的离子液法再生动物角蛋白纤维，其特征在于，所述离子液体为咪唑类离子液体。3.如权利要求2所述的离子液法再生动物角蛋白纤维，其特征在于，所述离子液体由A、B部分构成；A部分为1-乙基-3甲基咪唑（EMIM）、1-烯丙基-3甲基咪唑（AMIM）、N-甲基咪唑（HMIM）、1-丁基-3甲基咪唑（BMIM）类阳离子中的一种；B部分为AlCl-3、BrCl-3、BrI-2、AlBr-4、FHF-、BF-4、PF-6、CF3SO-3、SbF-6、Ac-或磷酸酯盐（DEP）类阴离子中的一种。4.如权利要求1所述的离子液法再生动物角蛋白纤维，其特征在于，所述交联剂为3-(2-吡啶二巯基)丙酸N-羟基琥珀酰亚胺酯（SPDP）、乙二醛、戊二醛、芳香醛、水杨醛中的一种。5.如权利要求1所述的离子液法再生动物角蛋白纤维，其特征在于，所述自交联剂为丙烯酰胺类衍生物。6.如权利要求5所述的离子液法再生动物角蛋白纤维，其特征在于，所述自交联剂为N-羟甲基丙烯酰胺（NMA）或N,N'－亚甲基双丙烯酰胺（MBA）。7.如权利要求1所述的离子液法再生动物角蛋白纤维，其特征在于，所述离子液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢跃亭，邵长金，王文新，曹俊友，宋德顺，邢善静，龚二海，杨丰军，陈新伟，李会恩，
申请(专利权)人：新乡化纤股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41