[发明专利]胶原蛋白—Na-MMT复合纤维及其纺制工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及胶原蛋白复合纤维技术领域，具体来说，是涉及一种胶原蛋白-钠基蒙脱土(Na-MMT)复合纤维及其纺制工艺方法。 

背景技术

凡是分子为线型，分子量在3000以上的大分子都可以通过适当的方法制成纤维。胶原蛋白是哺乳动物体内含量最丰富的蛋白质，由于其独特的三股螺旋结构特点，以及良好的生物相容性和可生物降解性，近年来在生物医用材料和高分子复合材料等方面的应用备受关注。其中，利用胶原蛋白制备纤维状材料便是国内外研究的一个热点。胶原蛋白纤维的制备方法主要有两种：一种是化学交联剂改性法，如用金属离子、甲醛、戊二醛、环氧化合物等作为交联剂改性制备(CN 1213191C；CN 1481461A；CN 1100165C)；另一种是与其它合成材料(CN 1206393C)或天然高分子材料(CN 1584150A)共混改性法。在采用交联剂改性法对胶原蛋白进行改性时，必须考虑交联剂本身的毒性和不稳定性，以及交联反应不易控制等问题；另外，采用胶联剂改性法对胶原蛋白进行改性，有的研究认为由甲醛、戊二醛等交联剂改性的胶原组织工程材料会抑制细胞生长，产生炎症反应，甚至引起钙化。而在使用高分子材料与胶原共混改性纺丝的报道中，如胶原蛋白与聚乙烯醇(PVA)(CN1492087A；CN 1696362A)共混制备复合纤维，其实是以聚乙烯醇(本身就是可纺性很好的化纤原料)为主导，而胶原只在其中充当添加剂的角色，这样并没有充分发挥胶原蛋白作为主体纤维的性能，并会限制其应用。 

发明内容

针对现有技术的胶原蛋白复合纤维存在的不足，本发明的目的旨在提供一种以胶原蛋白为主，利用少量的钠基蒙脱土(Na-MMT)与胶原蛋白共混纺制成的，既可用作织物材料，又可作为手术缝合线、止血纱布等生物医用材料的新胶原蛋白复合纤维及其纺制工艺方法，以提高胶原蛋白复合纤维的机械性能和热稳定性，克服 单纯胶原蛋白可纺性差等诸多问题。 

本发明提供的胶原蛋白-Na-MMT复合纤维，其组分胶原蛋白和Na-MMT的构成，按干重量份计为，胶原蛋白∶Na-MMT＝10000∶1～100；优选的组分构成，按干重量份计为，胶原蛋白∶Na-MMT＝10000∶2～50；进一步优选的组分构成，按干重量份计为，胶原蛋白∶Na-MMT＝10000∶5～20。 

上述胶原蛋白-Na-MMT复合纤维的制备，其制备工艺方法主要包括以下步骤： 

(1)将浓度为15～50重量％的胶原蛋白溶液和浓度为0.1～2重量％Na-MMT溶液按设定比例在50～80℃水浴条件下搅拌共混，充分混合均匀后于50～80℃热过滤，经脱泡得到用于仿制胶原蛋白-Na-MMT复合纤维的纺丝液； 

(2)纺丝液在气体压力作用下于50～80℃经喷丝头挤出，进入无机盐凝固浴中经固化即制备得到胶原蛋白-Na-MMT复合纤维。 

为了提高复合纤维的强度，在上述技术方案的基础上还可进一步采取以下技术措施： 

将经无机盐凝固浴固化的胶原蛋白-Na-MMT复合纤维缠绕到绕丝机绕轴上，调节绕丝机的转动速率，使出凝固浴的复合纤维拉伸至3～10倍。 

经绕丝机拉伸的复合纤维在60～160℃下热定型处理5～30min。 

对于用于纺织材料的复合纤维，可用甲醛或者戊二醛溶液对复合纤维进行缩醛化处理，具体工艺参数为：醛浓度为0.5～2重量％，醛化时间为1～30min，醛化pH值为7～8，醛化温度为20～40℃。 

对于用于纺织材料的复合纤维，为了提高复合纤维的使用性能，可进一步用氨基改性硅油水溶液对复合纤维进行上油处理，具体工艺参数为：氨基改性硅油浓度为5～20重量％，上油时间10～20min，上油温度20～30℃，上油后使用50～100℃的热风对复合纤维进行干燥。 

上述技术方案中所述的Na-MMT水溶液，可采取将Na-MMT均匀分散在水后，再在水中充分溶胀1～10天制取，并在使用前超声处理20～60min。 

上述技术方案所述的复合纺丝液是由热过滤后的滤液于50～80℃保温状态下经自然脱泡或超声脱泡制取。 

本发明还采取了其他一些技术措施。 

胶原蛋白是一种纤维状大分子，Na-MMT与胶原蛋白之间有较强的相互作用力，将胶原蛋白与Na-MMT共混可以大大提高所得复合纤维的机械性能，亦有利于提高复合纺丝液的可纺性能；在后续纺丝拉伸过程和热定型中复合纤维易取向，易形成取向结晶结构。本发明与已有技术相比，具有以下优点：