[发明专利]一种柞蚕丝纤维素纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纤维制备方法，具体为一种以离子液体为溶剂的柞蚕丝纤维素纤维的制备方法。

背景技术

柞蚕，是我国野蚕中最常见的品种，也是我国特色资源之一。柞蚕丝是由柞蚕茧缫得的丝。我国是柞蚕丝的主要产地，柞蚕茧的年产量达3～4万吨，占世界总产量的90％。柞蚕丝质地滑爽、光泽优雅、吸湿性好，其织物具有粗犷华贵、典雅自然、光泽柔和的外观风格，吸湿透气、舒适保健的内在品质，是中国传统的外贸出口商品之一。柞蚕丝除了具备一般蚕丝的优点之外，它还具备桑蚕丝在生物医用材料方面所不具备的优点，即它含有大量的Arg-Gly-Asp(精氨酸-乙氨酸-天门冬氨酸，RGD)三肽序列，并且该序列经证明对细胞的粘附有利。这一点在Sofia等(索菲亚，麦卡锡等.功能性生物材料蚕丝构造骨骼材料.生物医学材料研究，2001，(54)：139-148；Sofia，S.，McCarthy，M.B.，et.al.Functionalized silk-based biomaterials for bone formation.Jouranl of Biomedical Materials Research，2001，(54)：139-148.]的体外细胞培养试验中得以证明。

柞蚕丝属于天然高分子材料，它不仅能被生物分解或者安全燃烧转化成水蒸汽和二氧化碳，而且生物相容性较好。由于柞蚕丝中极性基团间的相互强烈作用，且含有二硫键，因此比桑蚕丝更难溶解，因而也难于像大多数合成高分子材料那样进行熔融加工。

对于再生丝素蛋白的人工纺丝，一直是化学纤维领域不断探索的热点。以铜氨溶液为溶剂制备再生桑蚕丝蛋白纤维的专利主要有US 1934413和GB 385516；以磷酸或硫酸为溶剂制备再生桑蚕丝蛋白纤维的专利主要有US 1936753和CN 1415626；以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂制备再生桑蚕丝蛋白纤维的专利主要有US5252285和WO 02081793；日本的Juming Yao等人用水合六氟丙酮(HFA-hydrate)制备了再生蚕丝。我国已公开的专利报道中，专利CN 1131206A、CN 1107906A、CN 1286325A和CN 1370859A利用桑蚕蛹蛋白、桑蚕丝蛋白与合成高分子制备复合纤维；专利CN 1664183A和CN 1664184A利用高浓度再生丝素水溶液为纺丝液，以无机盐、醇类溶液为凝固浴，制备了再生桑蚕丝蛋白纤维。但是这些专利报道中所使用的溶剂有的易引起蛋白质分子的降解，有的价格昂贵或者是腐蚀性较强，容易造成环境污染，在实际生产应用上受到限制，更重要的是这些溶剂都不能溶解柞蚕丝。

在申请人检索的范围内，以离子液体为溶剂制备柞蚕丝与纤维素共混纤维的方法还未见报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种柞蚕丝纤维素纤维的制备方法，该方法以适当的离子液体为溶剂，采用干湿法纺丝，具有工艺简单、环境友好、适于工业化使用等特点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，设计一种柞蚕丝纤维素纤维的制备方法，该制备方法的工艺如下：

1.将下脚料柞蚕丝经脱胶、粉碎预处理后，加入到离子液体中，混合均匀，并以3分钟为间隔，单次处理3分钟，微波功率200～500W的条件，微波处理3～30分钟，至所述柞蚕丝完全溶解，得到柞蚕丝离子液体溶液；再将同样粉碎的纤维素加入到柞蚕丝离子液体溶液中，在80～90℃温度下机械搅拌1～3个小时，使纤维素完全溶解，得柞蚕丝纺丝液；纺丝液中，总的溶质质量含量为4.90～13.04％，柞蚕丝与纤维素的重量混合比为4∶6～8∶2，所述离子液体包括阳离子液体或阴离子液体，阳离子液体为烷基咪唑离子液体，取代基R₁和R₂是甲基和己基、甲基和丁基或甲基和烯丙基组合中的一种，阴离子为Cl^-或Ac^-；

2.将柞蚕丝纺丝液经脱泡、过滤、计量、喷丝、凝固、牵伸、洗涤、干燥等常规干湿法纺丝工艺步骤后，即制得所述柞蚕丝纤维素纤维；所述凝固工艺的凝固浴为温度25～40℃的纯水，或者是温度25～40℃、含质量浓度1～20％的所述离子液体和质量浓度为1～5％的二甲基亚砜的水溶液；所述牵伸工艺的牵伸浴为水，温度45～65℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：