一种改性大豆蛋白无纺布及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种改性大豆蛋白无纺布及其制备方法，包括以下步骤：将改性大豆蛋白纤维在30～60℃无菌水中加入软化剂，保温软化12～24h，再将软化纤维通过超声打碎，制得超短纤维；将超短纤维平铺于纤维网模板上，在80～100kHz超声振荡，沉降10～30min，得到改性大豆蛋白纤维网；加入稳定剂，然后抽真空至5x10

【技术实现步骤摘要】
一种改性大豆蛋白无纺布及其制备方法


[0001]本专利技术属于可降解纤维材料领域，具体涉及一种改性大豆蛋白无纺布及其制备方法，属于功能性复合材料领域。

技术介绍

[0002]无纺布材料是一种不需要纺纱织布得到的织物，而是直接通过物理的方法粘合在一起，因此无法从其中抽出线头。它突破了传统的纺织原理，与传统的纯棉织纺织品相比，无纺布材料具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、价格低廉、可循环再利用等优势，应用领域广泛。在医学上可以用于生产口罩、手术帽、一次性手术衣、一次性医用床单、尿布等等；在农业上可以用于丰收布，大棚布等等；在包装上可以用于复合水泥袋，箱包衬布，包装基衬等等；家用服饰可以用于沙发内包布，购物袋，睡袋等等。传统无纺布材料主要以石油化纤为原材料(例如聚丙烯)，随着日益枯竭的石油资源、降解不完全甚至无法降解的环境污染问题愈演愈烈，人们逐渐将目光转移到环境友好的生物可降解原材料上。
[0003]大豆蛋白纤维织物除具有外观华贵、舒适性好、染色性好等特点外，因其与人体皮肤亲和性好，且含有多种人体所必须的氨基酸，具有良好的保健作用。目前，大豆蛋白纤维的开发主要集中在高档针织内、外衣、衬衫、贴身服装面料、家用纺织品面料等方面，这势必会为纺织行业的发展带来新的契机。虽然纯大豆蛋白纤维有很多优点，但是也存在一些不足，如：大豆蛋白纤维单纺在工业生产中卷曲少、卷曲牢度低、耐磨性差、易起毛起球、吸水率高、湿纺强度不够，织物容易缩水变形等。

技术实现思路

[0004]针对上述不足，本专利技术的目的在于提供了一种改性大豆蛋白无纺布及其制备方法，将纯天然大豆分离蛋白接枝改性处理后，采用凝胶纺丝制备而成无纺布材料；制备的改性大豆蛋白无纺布具有独特的优良加工性能、高强度、耐摩擦性能，并且对外部的作用不易产生反应，能够抗微生物侵蚀，同时具有生物安全性，环保易降解，成本低廉、原料丰富、研究意义更大、发展前景更有潜力。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种改性大豆蛋白无纺布的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤一、按质量份数量取如下组分：改性大豆蛋白纤维92～98份，软化剂1～4份，稳定剂1～4份；
[0007]步骤二、将改性大豆蛋白纤维在30～60℃无菌水中加入软化剂，保温软化12～24h，再将软化纤维通过超声打碎，制得超短纤维；
[0008]步骤三、将超短纤维平铺于纤维网模板上，在80～100kHz超声振荡10～30min，沉降10～30min，重复3～5次，得到改性大豆蛋白纤维网；
[0009]步骤四、加入稳定剂，然后抽真空至5x10
‑
8 Pa，保温反应120～180min，然后恢复至
45～50℃、常压备用；
[0010]步骤五、将纤维网水刺处理，制得水刺改性大豆蛋白纤维网；将水刺改性大豆蛋白纤维网用无菌水洗涤、干燥、裁剪、包装，得到改性大豆蛋白无纺布。
[0011]作为上述技术方案的优选，步骤一中，所述软化剂为磺化油、蓖麻油、桦树皮焦油和硅油中的一种或几种。
[0012]作为上述技术方案的优选，步骤一中，所述稳定剂为亚磷酸酯、松香酸、多元醇、妥尔油中的任意一种或几种。
[0013]作为上述技术方案的优选，步骤二中，所述超声打碎频率为100～150kHz，时间为30～60min。
[0014]作为上述技术方案的优选，步骤五中，所述水刺处理时，水压为30～60kPa，正面喷射5～15min，反面喷射3～5min，正反交替5～15次。
[0015]作为上述技术方案的优选，步骤一所述改性大豆蛋白纤维按如下方法制备：
[0016]1)、按质量份数量取如下组分：改性大豆蛋白92～98份，软化剂1～4份，稳定剂1～4份；
[0017]2)、将步骤1)中的混合物按配比溶于溶剂，持续超声分散1～2.5h直至溶液均匀，在30～50℃下保温静止脱泡后得到浓度为5～30wt％的纺丝原液；
[0018]3)、纺丝原液从喷丝头孔径范围为0.06～0.15mm喷出，经10～30℃空气冷却器得到初生纤维，经2～10℃水浴冷却后得到初始凝胶纤维；
[0019]4)、将初始凝胶纤维置于萃取剂中萃取20～60min，将萃取后的初始凝胶纤维在40～70℃温度中干燥8～24h，挥发掉多余的萃取剂；
[0020]5)、将所得到的初生纤维进行热拉伸定型得到改性大豆蛋白纤维。
[0021]作为上述技术方案的优选，步骤2)中，所述软化剂为磺化油、蓖麻油、桦树皮焦油和硅油中的一种或几种。
[0022]作为上述技术方案的优选，步骤2)中，所述稳定剂为亚磷酸酯、松香酸、多元醇、妥尔油中的任意一种或几种。
[0023]作为上述技术方案的优选，步骤2)中，所述溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、丙酮、乙醚、四氢呋喃中的一种或几种，超声脱泡频率为30～50kHz。
[0024]作为上述技术方案的优选，步骤4)中，所述萃取剂为丙酮、四氢呋喃中的一种或几种。
[0025]作为上述技术方案的优选，步骤5)中，所述热拉伸定型具体为：在热拉伸温度为60～120℃，拉伸倍数5～30倍，热定型时间3～20min的条件下进行热拉伸定型。
[0026]作为上述技术方案的优选，所述改性大豆蛋白按如下方法制备：
[0027]1.1)将大豆分离蛋白与尿素溶液加入反应釜中，在通氮气的条件下于温度为30～50℃水浴条件下搅拌1～1.5h，用氢氧化钠调节PH为8～10，后升温至60～90℃，反应1～2h，使蛋白质分子在溶液中充分伸展并打开二硫键；
[0028]1.2)调节水浴温度为50～80℃，待温度稳定后，加入引发剂，搅拌10～20min，缓慢滴加反应接枝单体，控制滴加时间为30～50min，搅拌速度为150～200rpm，设定接枝时间为2～6h；
[0029]1.3)静置沉淀样液，抽滤得到沉淀物后，反复水洗3～5次以去除未反应的无机盐
类，抽滤后放入真空干燥箱抽真空至100～150Pa，在50～80℃条件下干燥12～48h，得到改性大豆蛋白。
[0030]作为上述技术方案的优选，所述步骤1.1)中，大豆分离蛋白与尿素溶液的质量比为1:2～1:10，尿素溶液浓度为2～8mol/L。
[0031]作为上述技术方案的优选，所述步骤1.2)中，引发剂为亚硫酸钠、过硫酸铵、硝酸铈铵、硫酸亚铁、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁铵、硫脲、抗坏血酸中的一种或几种的混合。
[0032]作为上述技术方案的优选，所述步骤1.2)中，接枝单体为甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯中的一种或几种的混合。
[0033]一种由上述任一制备方法制备的改性大豆蛋白无纺布，所述改性大豆蛋白无纺布断裂伸长率为1.2～2.0GPa，杨氏模量15～20GPa，断裂伸长率为8～12％。
[0034]与现有技术相比，本专利技术的优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性大豆蛋白无纺布的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按质量份数量取如下组分：改性大豆蛋白纤维92～98份，软化剂1～4份，稳定剂1～4份；2)将改性大豆蛋白纤维在30～60℃无菌水中加入软化剂，保温软化12～24h，再将软化纤维通过超声打碎，制得超短纤维；3)将超短纤维平铺于纤维网模板上，在80～100kHz超声振荡10～30min，沉降10～30min，重复3～5次，得到改性大豆蛋白纤维网；4)加入稳定剂，然后抽真空至5x10
‑8Pa，保温反应120～180min，然后恢复至45～50℃、常压备用；5)将纤维网水刺处理，制得水刺改性大豆蛋白纤维网，将水刺改性大豆蛋白纤维网用无菌水洗涤、干燥、裁剪、包装，得到改性大豆蛋白无纺布。2.根据权利要求1所述的改性大豆蛋白无纺布的制备方法，其特征在于，步骤1)所述软化剂为磺化油、蓖麻油、桦树皮焦油和硅油中的一种或几种；所述稳定剂为亚磷酸酯、松香酸、多元醇、妥尔油中的任意一种或几种。3.根据权利要求1所述的改性大豆蛋白无纺布的制备方法，其特征在于，步骤2)所述超声打碎频率为100～150kHz，时间为30～60min；步骤5)所述水刺处理时，水压为30～60kPa，正面喷射5～15min，反面喷射3～5min，正反交替5～15次。4.根据权利要求1所述的改性大豆蛋白无纺布的制备方法，其特征在于，步骤1)所述改性大豆蛋白纤维按如下方法制备：1.1)、按质量份数量取如下组分：改性大豆蛋白92～98份，软化剂1～4份，稳定剂1～4份；1.2)、将步骤1.1)中的混合物按配比溶于溶剂，持续超声分散1～2.5h直至溶液均匀，在30～50℃下保温静止脱泡后得到浓度为5～30wt％的纺丝原液；1.3)、纺丝原液从喷丝头孔径范围为0.06～0.15mm喷出，经10～30℃空气冷却器得到初生纤维，经2～10℃水浴冷却后得到初始凝胶纤维；1.4)、将初始凝胶纤维置于萃取剂中萃取20～60min，将萃取后的初始凝胶纤维在40～70℃温度中干燥8～24h，挥发掉多余的萃取剂；1.5)、将所得到的初生纤维进行热拉伸定型得到改性大豆蛋白纤维。5.根据权利要求4所述的改性大豆蛋白无纺布的制备方法，其特征在于，步骤1.1)中，所述软化剂为磺化油...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大威，蒋如意，田珮，何江，吴江渝，曾小平，张树，
申请(专利权)人：武汉工程大学，
类型：发明
国别省市：