一种具有防辐射功能的纺织纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有防辐射功能的纺织纤维及其制备方法，利用含银离子的蒸汽对羽毛纤维进行高压闪爆，使得蛋白质亲水基团裸露，银离子结合到肽链上，使再生蛋白纤维获得防电离辐射的功能；利用二硫苏糖醇来延伸角蛋白固有的二硫键，使其恢复较好的机械性能；蒸汽爆闪提升了再生蛋白纤维的产率。纳米二氧化钛光触媒溶胶的制作过程加入适量半胱氨酸络合剂，其氨基与Ti络合能有效防止纳米二氧化钛聚合，阻止其的沉淀，更好的与再生蛋白纤维结合，得到具有防辐射的再生蛋白纤维；半胱氨酸的‑SH会与再生蛋白纤维的自由巯基结合，形成新的二硫键，增强再生蛋白纤维与纳米二氧化钛光触媒溶胶的结合性，进一步提升再生蛋白纤维的机械性能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有防辐射功能的纺织纤维及其制备方法
本专利技术涉及纤维
，具体为一种具有防辐射功能的纺织纤维及其制备方法。
技术介绍
随着全球集约化养殖业的飞速发展，蛋白饲料资源的缺乏已严重制约养殖业的可持续发展。家禽羽毛的蛋白质含量高达90％左右，在国际上被认为是一种有巨大潜在价值的蛋白质资源。我国拥有丰富的羽毛等大宗低值蛋白资源，仅每年产生的羽毛下脚料就有约70万吨，但由于羽毛角蛋白结构复杂，质地坚硬、不溶于水，必须通过物理或化学手段处理提高其生物利用率。若没有合适的加工处理方式，羽毛几乎没有利用价值，而且造成环境污染。利用羽毛角蛋白再生制成再生角蛋白纤维，可以有效利用废弃的资源。而环境污染严重，电离辐射充斥人体周围，紫外线伤害对人体伤害也较大。因此，设计利用改性再生角蛋白和抗电离辐射与紫外线辐射的一种具有防辐射功能的纺织纤维及其制备方法是很有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有防辐射功能的纺织纤维及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种具有防辐射功能的纺织纤维，包括以下步骤：步骤一：1.2-2.5KPa下闪爆处理动物羽毛；步骤二：将爆闪后的羽毛加入蛋白溶解液，在70℃条件下密封搅拌12h，离心除去未溶解的羽毛残渣，得到角蛋白溶液；步骤三：将步骤二获得的角蛋白溶液中加入适量盐酸和硫酸钠，使角蛋白在其等电点(pH4.6)沉淀析出，从而获得再生角蛋白；步骤四：制备纳米二氧化钛光触媒溶胶，将步骤三获得的再生角蛋白浸泡在所制得的纳米二氧化钛光触媒溶胶中，得改性再生角蛋白；步骤五：将改性再生角蛋白与聚乙烯醇共混，利用湿法纺丝工艺纺制出纺织纤维成品。根据上述技术方案，所述闪爆处理动物羽毛的具体方法：将羽毛置于蒸汽闪爆机反应器中，在蒸汽中添加银离子，1.2-2.5KPa下处理1-5min，然后在0.1s内瞬间泄压，收集汽爆样品，备用。根据上述技术方案，所述再生角蛋白的制备：将经过步骤一处理的羽毛浸于4mmol/L的1,4-二硫苏糖醇溶解液中，在70℃条件下密封搅拌12h，再通过离心除去未溶解的羽毛残渣，得到角蛋白溶液。根据上述技术方案，所述纳米二氧化钛光触媒溶胶的制备：将四氯化钛缓慢滴入蒸馏水中，形成均一透明的钛化合物溶液A，再将偏钒酸铵溶于钛化合物溶液A后，用氨水调节pH，形成胶体状溶液B，将B经过滤、洗涤后，滤饼加入半胱氨酸络合剂。根据上述技术方案，所述钛化合物溶液A的制备：将0.1mol/L四氯化钛以1d/s的速度滴加到20倍去离子水中得到无色澄清溶液。根据上述技术方案，所述纳米二氧化钛光触媒溶胶的制备：将钛化合物溶液A加入1：1氨水调节pH值到7-8，边加边搅拌得到白色胶状沉淀；将溶液B进行减压抽滤-制备的溶胶100℃油浴6h，洗完其中的氯离子，获得浅黄色透明的钒氮共掺杂纳米二氧化钛透明光触媒溶胶；在快速搅拌的情况下，向钒氮共掺杂纳米二氧化钛透明光触媒溶胶中缓慢滴加入半胱氨酸络合剂，滴加完毕后再搅拌一段时间，使二者混合均匀，室温下密封静置，待用。根据上述技术方案，所述改性再生角蛋白的制备：将步骤三获得的再生角蛋白浸泡在所制得的纳米二氧化钛光触媒溶胶中1-3d，在浸泡过程中不断搅拌，温度30-38℃，得到改性再生角蛋白。根据上述技术方案，所述改性再生角蛋白与聚乙烯醇共混方法：将改性再生角蛋白溶于六氟异丙醇中，常温下揽拌机上揽拌1h后制得质量分数为15％的改性再生角蛋白溶液；在80℃配制质量分数为2％的聚乙烯醇/六氟异丙醇溶液，再将两种溶液在40℃按角蛋白含量为分别为70％混合；常温下将混合液在磁力揽拌机上揽拌1h使角蛋白与聚乙烯醇充分混合制备混合溶液，将溶液静置2h脱泡，制得纺丝液。根据上述技术方案，所述湿法纺丝工艺方法：纺丝液由计量泵控制其纺丝速度，经过喷丝头，进入己醇溶液中，脱去水分以及反应残留物质凝固成丝状；在凝固浴停留是时间在10s左右通过导丝辊卷绕到牵伸辊A上，进入牵伸主辊B，C辊速度不宜过高，否则丝条易断。根据上述技术方案，所述具有防辐射功能的纺织纤维的制备方法制得的具有防辐射功能的纺织纤维主要包括以下重量份数的原料组分：再生角蛋白40-50份、纳米二氧化钛光触媒凝胶1-5份、聚乙烯醇10-12.5份。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术，(1)利用添加银离子的蒸汽对羽毛纤维进行高压闪爆，羽毛纤维结构出现明显破损，规则、紧密的结构逐渐消失；羽毛纤维晶面间距增大，结晶度明显下降；羽毛纤维大分子肽段构象由分子间β折叠向分子内β折叠转变，肽链间的氢键缔合作用减弱，β折叠相对含量显著降低，无规卷曲相对含量则随之增加；蛋白晶体微观结构遭到破坏，熔融温度降低，使得蛋白质分子内部分亲水基团裸露与水分子形成氢键，银离子也结合到肽链上，使再生蛋白纤维获得防电离辐射的功能；再利用具有二硫醇结构的二硫苏糖醇来延伸角蛋白固有的二硫键，使再生蛋白纤维恢复较好的机械性能；蒸汽爆闪提升了再生蛋白纤维的产率；(2)纳米二氧化钛光触媒溶胶的制作过程氯化钛缓慢滴入蒸馏水中，形成均一透明的钛化合物溶液A，再将适量偏钒酸铵溶于该透明溶液后，用氨水调pH，形成胶体状溶液B，将B经过滤、洗涤后，滤饼加入适量半胱氨酸络合剂，半胱氨酸络合剂具有抗氧化的作用，其氨基与Ti络合能有效防止纳米二氧化钛聚合，阻止其的沉淀，二氧化钛的聚集沉底严重影响其与蛋白纤维的结合作用，用此络合剂制得的溶胶不易沉淀；(3)将经二硫醇扩链的再生蛋白纤维浸入纳米二氧化钛光触媒溶胶中，在浸泡过程中不断搅拌，得到具有防辐射的再生蛋白纤维；半胱氨酸的-SH会与再生蛋白纤维的自由巯基结合，形成新的二硫键，增强再生蛋白纤维与纳米二氧化钛光触媒溶胶的结合性，进一步提升再生蛋白纤维的机械性能。具体实施方式下面将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做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。本专利技术提供技术方案：一种具有防辐射功能的纺织纤维，包括以下重量份数的原料组分：再生角蛋白40-50份、纳米二氧化钛光触媒凝胶1-5份、聚乙烯醇10-12.5份。一种具有防辐射功能的纺织纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤一：1.2-2.5KPa下闪爆处理动物羽毛；步骤二：将爆闪后的羽毛加入蛋白溶解液，在70℃条件下密封搅拌12h，离心除去未溶解的羽毛残渣，得到角蛋白溶液；步骤三：将步骤二获得的角蛋白溶液中加入适量盐酸和硫酸钠，使角蛋白在其等电点(pH4.6)沉淀析出，从而获得再生角蛋白；步骤四：制备纳米二氧化钛光触媒溶胶，将步骤三获得的再生角蛋白浸泡在所制得的纳米二氧化钛光触媒溶胶中，得改性再生角蛋白；步骤五：将改性再生角蛋白与聚乙烯醇共混，利用湿法纺丝工艺纺制出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有防辐射功能的纺织纤维的制备方法，包括以下步骤：/n步骤一：1.2-2.5KPa下闪爆处理动物羽毛；/n步骤二：将爆闪后的羽毛加入蛋白溶解液，在70℃条件下密封搅拌12h，离心除去未溶解的羽毛残渣，得到角蛋白溶液；/n步骤三：将步骤二获得的角蛋白溶液中加入适量盐酸和硫酸钠，使角蛋白在其等电点(pH4.6)沉淀析出，从而获得再生角蛋白；/n步骤四：制备纳米二氧化钛光触媒溶胶，将步骤三获得的再生角蛋白浸泡在所制得的纳米二氧化钛光触媒溶胶中，得改性再生角蛋白；/n步骤五：将改性再生角蛋白与聚乙烯醇共混，利用湿法纺丝工艺纺制出纺织纤维成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有防辐射功能的纺织纤维的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：1.2-2.5KPa下闪爆处理动物羽毛；
步骤二：将爆闪后的羽毛加入蛋白溶解液，在70℃条件下密封搅拌12h，离心除去未溶解的羽毛残渣，得到角蛋白溶液；
步骤三：将步骤二获得的角蛋白溶液中加入适量盐酸和硫酸钠，使角蛋白在其等电点(pH4.6)沉淀析出，从而获得再生角蛋白；
步骤四：制备纳米二氧化钛光触媒溶胶，将步骤三获得的再生角蛋白浸泡在所制得的纳米二氧化钛光触媒溶胶中，得改性再生角蛋白；
步骤五：将改性再生角蛋白与聚乙烯醇共混，利用湿法纺丝工艺纺制出纺织纤维成品。


2.根据权利要求1所述的一种具有防辐射功能的纺织纤维的制备方法，其特征在于：步骤一所述闪爆处理动物羽毛的具体方法：将羽毛置于蒸汽闪爆机反应器中，在蒸汽中添加银离子，1.2-2.5KPa下处理1-5min，然后在0.1s内瞬间泄压，收集汽爆样品，备用。


3.根据权利要求1所述的一种具有防辐射功能的纺织纤维的制备方法，其特征在于：步骤二所述再生角蛋白的制备：将经过步骤一处理的羽毛浸于4mmol/L的1,4-二硫苏糖醇溶解液中，在70℃条件下密封搅拌12h，再通过离心除去未溶解的羽毛残渣，得到角蛋白溶液。


4.根据权利要求1所述的一种具有防辐射功能的纺织纤维的制备方法，其特征在于：步骤二所述纳米二氧化钛光触媒溶胶的制备：将四氯化钛缓慢滴入蒸馏水中，形成均一透明的钛化合物溶液A，再将偏钒酸铵溶于钛化合物溶液A后，用氨水调节pH，形成胶体状溶液B，将B经过滤、洗涤后，滤饼加入半胱氨酸络合剂。


5.根据权利要求4所述的一种具有防辐射功能的纺织纤维的制备方法，其特征在于：所述钛化合物溶液A的制备：将0.1mol/L四氯化钛以1d/s的速度滴加到20倍去离子水中得到无色澄清溶液。


6.根据权利要求5所述的一种具有防辐射功能的纺织纤维的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹文强，
申请(专利权)人：曹文强，
类型：发明
国别省市：江苏;32