[发明专利]蛋白质聚丙烯腈复合纤维及其制造方法

说明书

本发明涉及一种用大豆蛋白、角蛋白与丙烯腈、聚丙烯腈为原料制造蛋白质聚丙烯腈复合纤维的方法

利用天然蛋白质制造再生蛋白质纤维，是化学纤维领域一直寻求解决的问题。但目前成功的实例很少，且多是蛋白质与合成高分子材料的复合纤维。例如一个成功的实例是日本东洋纺公司开发的叫做“ッノン”(欣侬)纤维的牛奶蛋白丝，是由约40wt％的牛奶酪蛋白和60wt％的丙烯腈共聚的复合纤维。在我国已公开专利，如申请号95111366.6、96116532.4、94114071.7中分别提供了以蚕蛹蛋白、牛奶蛋白、蚕丝蛋白与合成高分子原料丙烯腈、聚丙烯腈共混、共聚复合纤维的制造方法。

本发明的目的是寻求一种利用来源充分、价格低廉的蛋白质原料与聚丙烯腈制造复合纤维的制备方法。

本发明中使用的蛋白质是以主要用于饲料生产的大豆粕或利用价值较低动物毛发提取，其原料来源广泛、价格低廉，与牛奶蛋白、蚕丝蛋白相比可降低生产成本10％以上。

本发明的蛋白质聚丙烯腈复合纤维，用大豆粕或毛发提取蛋白质、蛋白质与聚丙烯腈共混、湿法纺丝的方法制得。该纤维中低比例的蛋白质组分均匀分布在高比例组分聚丙烯腈中，其中蛋白质组分的含量为10-40％(wt％)，聚丙烯腈的含量为60-90％(wt％)。

大豆蛋白质的提取：利用大豆分离蛋白行业已知的方法，用酸碱沉淀法从大豆粕中提取。

毛发蛋白质的提取：以动物毛发、禽类羽毛为原料。首先对原料毛发进行人工挑选，除去毛发中的沙石、金属及较大的植物性杂质；切断成3-5毫米；再用洗涤剂(纯碱、毛能静)溶液在40-60℃条件下，按毛发与溶液重量比1∶15至1∶20混合，搅拌洗涤30-60分钟；过滤出毛发，水洗后甩干，得净化的毛发。工业生产中可使用毛纺行业已知的除杂、炭化工艺进行处理。净化后的毛发可利用毛纺行业已知的氧化还原漂白原理进行漂白处理。漂白后的毛发加入4-8％(wt％)的NaOH溶液中，浴比为1∶15-20，溶解温度为20-80℃，搅拌溶解1小时以上至毛发完全溶解，过滤，滤液温度降至室温后加入稀盐酸，调整溶液PH＝4.5-5.0(角蛋白的等电点)，室温下静止12-24小时使角蛋白沉淀析出，弃去上层清液，离心分离制得角蛋白质。

按蛋白质10-40份，聚丙烯腈60-90份的比例(重量比)，加入60-80％(wt％)的NaSCN水溶液中，搅拌，加热至40-80℃，溶解1-3小时，过滤，脱泡4-8小时，制成含蛋白质和聚丙烯腈10-30％(wt％)的纺丝原液。

或者按蛋白质10-40份，聚丙烯腈60-90份的比例(重量比)，加入60-80％(wt％)的ZnCl₂水溶液中，搅拌，加热至40-80℃，溶解1-3小时，过滤，脱泡4-8小时，制成含蛋白质和聚丙烯腈10-30％(wt％)的纺丝原液。

上述方法得到的纺丝原液，即可按腈纶纺丝方法进行湿法纺丝。

本发明的蛋白质聚丙烯腈共混复合纤维，其原料大豆粕、毛发来源广、价值低，湿法纺丝生产工艺不需要改变腈纶厂常规的腈纶生产工艺路线，工艺简单，加工成本低，易于工业化生产，经济效益显著。

本发明制得的蛋白质聚丙烯腈复合纤维，其物理、机械性能符合常规服用纤维的要求，吸湿性能与腈纶相比大大提高，吸湿速度加快，透气性能提高，纤维的抗静电性能增强，染色性能也大大改善。

下述实施例，将进一步阐述本发明，实施例中所用的比例或百分比均指总量比。

实施例一：

大豆粕与50℃软化水按1∶10比例混合、搅拌，加15％NaOH溶液调PH＝11-12，搅拌浸提30-60分钟，使可溶性蛋白质等溶解出来，用离心机分离出蛋白质溶液。在蛋白质溶液中缓慢加入稀盐酸，同时搅拌，调PH＝4.5-4.7，使大豆蛋白质沉淀析出，经离心分离，水洗得纯度90％以上的分离大豆蛋白。

称取上述大豆蛋白1kg(干重)、聚丙烯腈4kg，加入28.3千克70％的NaSCN水溶液中，搅拌，加热至70℃，溶解2小时，过滤，脱泡，制成含蛋白质和聚丙烯腈15±0.5％的纺丝原液，用湿法纺丝制成大豆蛋白质聚丙烯腈复合纤维。

实施例二：

毛发用人工挑选，除去沙石、金属及较大的植物性杂质；切断成3-5毫米；再用毛能静溶液在40℃条件下，按毛发与溶液重量比1∶15混合，搅拌洗涤60分钟；过滤出毛发，水洗后甩干，得净化的毛发。