[发明专利]一种分离提取天然角蛋白纤维中原纤状结构体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离提取天然角蛋白纤维中原纤状结构体的方法，属于天然纤维加工技术领域。

背景技术

我国纺织产业每年消耗羊毛达60多万吨，在纺织加工过程中产生大量的粗毛和短绒等无可纺价值的废弃羊毛，这些废弃物的任意丢弃不但会造成极大的资源浪费，还会带来严重的环境污染。因此，开发废弃羊毛再生利用的新途径，实现角蛋白资源的可持续发展是一项十分有意义的工作。

动物毛发本身90％以上是角蛋白材料，可作为化妆品、生物医药、织物染整、饲料加工等领域的重要原料和助剂。目前，国内外均有关于羊毛及其他角蛋白纤维再生利用方面的专利报道。

世界专利(WO99/26570)提出了通过氧化、还原破坏角蛋白材料的二硫键而后再重新构造二硫键的方法来制作角蛋白膜材料和块状材料。

日本专利(JP6100600)用还原剂、蛋白质变性剂和表面活性剂从角蛋白材料中提取大分子量具有可交联巯基的角蛋白，用于制作膜、纤维和支架材料。

中国专利“纳米羊毛乳液和粉末、其制备方法以及用途”(CN1693371)用碱性催化处理羊毛，使其水解，而后在搅拌的条件下向水解后的溶液中缓慢滴加电解质(无机酸)，调整溶液Ph值于等电点或高于等电点，得到乳液。采用超声波进一步分散乳液后，用喷雾干燥法或冷冻干燥法制备角蛋白粉末。

中国专利“一种用天然蛋白纤维超细粉体改性的化学纤维及其生产方法”(CN1594682)采用将天然蛋白纤维材料干燥后，用粉碎设备剪成3-5mm颗粒，采用超细化粉体加工设备将颗粒加工制成平均粒径＜5μm的超细化粉体。

中国专利“一种高效动物蛋白饲料”(CN1063800)。将动物羽毛洗净，在4-5Kg/cm²压力下，108-112℃蒸煮6h，而后进行烘干粉碎，制备角蛋白粉末。

以上专利技术主要通过两种途径对角蛋白天然材料进行再生利用：其一是采用氧化或还原的方法打开角蛋白分子内和分子间的二硫键作用，使天然角蛋白材料溶解；经过滤、透析、浓缩，得到角蛋白大分子溶液；而后通过适当的铸造工艺制备角蛋白膜、块状材料、支架材料或角蛋白粉末。其二是通过物理的方法将天然蛋白质纤维直接粉碎成粉末。以上两种途径的缺点是所获得的角蛋白粉体均是各向同性的球状颗粒粉体，破坏了天然角蛋白动物纤维本身固有的原纤结构单元。

发明内容

本发明的目的是提供一种从天然角蛋白纤维中获得各向异性原纤状结构体的方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种分离提取天然角蛋白纤维中原纤状结构体的方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步：将天然角蛋白纤维依次进行开松、除杂、清洗和干燥处理后，以固液比1-3g/50ml浸入到氧化剂溶液中室温下浸泡0.5-2小时后洗净，烘干；

第二步：将第一步烘干得到的天然角蛋白纤维切成3-5毫米长的纤维段，以固液比0.5-2g/50ml浸入到溶胀试剂中，搅拌、超声波振荡或超声波破碎；

第三步：将第二步破碎得到的的固液混合物用80-120目筛网过滤除去未破碎的天然角蛋白纤维，将滤液用350-450目筛网过滤得到直径为3-5μm的原纤结构体和滤液。

进一步地，在所述第三步后还有：

第四步：将第三步得到的直径为3-5μm的原纤状结构体以固液比0.2-0.5g/10ml分散于二甲苯、正庚烷或无水乙醇中得到分散液，将分散液以体积比1-3∶10置于密度范围为1.278-1.282的密度梯度溶液顶层，在20℃以转速3600rpm离心1-3h后分别收集位于密度梯度溶液顶层的天然角蛋白纤维正皮质中直径为3-5μm的原纤状结构体和位于密度梯度溶液底层的天然角蛋白纤维副皮质中直径为3-5μm的原纤状结构体；

第五步：将第三步得到的滤液在15-25℃以转速3000-7000rpm离心分离0.2-1h得到固体颗粒物，清洗后以固液比0.2-0.5g/10ml分散于二甲苯、正庚烷或无水乙醇中得到分散液，将分散液以体积比1-3∶10置于密度范围为1.278-1.282的密度梯度溶液顶层，在20℃以转速4200rpm离心1-3h后，分别收集位于密度梯度溶液顶层的直径为0.3-1μm的正皮质原纤状结构体和位于密度梯度溶液底层的直径为0.3-1μm的副皮质原纤状结构体。

在所述第五步后还有：

第六步：将第四步得到的直径为3-5μm的正皮质原纤状结构体和副皮质原纤状结构体分别以固液比0.5-2g/50ml浸入到溶胀试剂中，搅拌、超声波振荡或超声波破碎；