[发明专利]一种源于废弃毛绒织物的复合材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用废弃毛绒织物制备复合材料的方法。

背景技术

在全球资源特别是石油日趋紧缺、环境问题日益严重的今天，有关废弃物的资源化再利用己成为一个重要课题。我国每年都产生大量的废弃毛绒织物，但这些天然蛋白质资源目前尚未得到合理利用，大多采用填埋处理，既占用土地，又对大气、水体、土壤等造成严重的污染。因此，利用这些废弃毛绒织物制备材料，具有非常重要的经济意义及社会效益。

废弃毛绒织物是指采用羊毛、兔毛、牦牛绒、山羊绒、骆驼绒纤维纯纺的废弃织物或者这些纤维混纺的废弃织物。羊毛、兔毛、牦牛绒、山羊绒、骆驼绒纤维均为角蛋白纤维，大分子通过分子间二硫键形成稳定的结构，在热的作用下，不发生熔融。目前，关于废弃羊毛的资源化利用主要集中于制备纤维，如武汉纺织大学发明“一种角蛋白晶须增强的同质复合纤维及其制备方法”(专利公开号：CN101575749)，该纤维是由提取自废弃羊毛的角蛋白基质和角蛋白晶须组成，角蛋白晶须分散在角蛋白基质中，形成同质复合纤维。发明专利“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”(专利公开号：CN1594682)提供了一种采用源自天然蛋白纤维的超细粉体改性的化学纤维及其生产方法，改性纤维中蛋白质粉体含量为5％～10％，化学纤维原料成分含量为90％～95％，以期通过蛋白质粉体改善改性纤维的吸湿性能、抗静电性能、染色性能等。发明专利“一种毛绒织物蛋白纤维及其制备方法”(专利公开号：CN102733001A)，介绍了一种毛绒织物蛋白纤维及其制备方法，可以有效地使毛绒织物蛋白与化学纤维充分混匀，从而达到纺丝的目的。发明专利“利用废弃毛绒织物生产的香蕉专用生物有机肥的工艺及其产品”(专利公开号：CN102924136A)，介绍了一种利用废弃毛绒织物生产的香蕉专用生物有机肥及其工艺，属于农业集约化生产技术。发明专利“一种毛绒织物蛋白粉的制备方法”(专利公开号：CN104286372A)介绍了一种毛绒织物蛋白粉的制备方法，产品可加工为氨基酸产品和饲料添加蛋白，涉及动物饲料加工技术领域。发明专利(专利公开号：CN103407054A)涉及一种基于废弃角朊的生物塑料的制备方法，该方法包括以下工艺步骤：废弃角朊→120～135℃高温热水处理→烘干→粉碎至颗粒尺寸为5～200μm→添加甘油、乙二醇、丙二醇等增塑剂的一种并进行混合→二次烘干→在热压温度150～165℃、热压压力30～70MPa条件下热压成型8～20min→自然冷却→废弃角朊生物塑料.该方法高温预处理程序可破坏羊毛纤维中的大部分二硫键，含有较少二硫键交联的羊毛粉末可与增塑剂充分作用，然后在热压的条件下可充分软化或熔融，制备出透明、匀质的生物塑料。但是，该生物塑料强度较低。未处理的羊毛纤维本身并不熔融，我们是否可以通过一些处理方法将羊毛纤维外围部分软化或熔融，芯层仍然保持原来的结构，制备复合材料？

增塑剂可以增塑角蛋白材料，其种类包括乙二醇、丙二醇、丙三醇等。增塑剂可以进入角蛋白大分子链中，增大多肽链间的距离，从而可断开多肽链之间的部分化学键，降低分子之间的作用力，从而降低材料的软化点或熔点。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用废弃毛绒织物制备复合材料的方法。该方法不需要经废弃毛绒织物中的纤维先制备成粉末，而是直接将片状的毛绒织物浸泡在增塑剂中，通过简单的方法制备出强度好、呈半透明状的复合材料。

本发明源于废弃毛绒织物的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)清洗：将回收的废弃毛绒织物，进行清洗、干燥，去除表面油污，从而有利于增塑剂的渗透。

(2)吸附增塑剂：将清洗后的毛绒织物浸泡在温度为30～80℃的增塑剂中2～4h，使毛绒织物充分吸附增塑剂后，在0.1～0.5MPa压力作用下经过轧车，反复2～4次，控制毛绒织物吸附增塑剂的含量为其干燥重量的40～100％。浸泡之后的毛绒织物在不同压力下经过轧车，并反复不同次数，一方面有利于增塑剂的渗透，提高热压时的增塑效果，另一方面，可将未被毛绒织物吸附的多余增塑剂挤出，从而可控制毛绒织物上增塑剂的含量。所述增塑剂可为乙二醇、丙二醇、丙三醇。

(3)烘干：将吸附了增塑剂的毛绒织物在80～100℃条件下烘4～12h，去除织物中的水分。如果毛绒织物含有水分，在随后的热压过程中，所含水分会变成水蒸汽挥发出来，不利于热压成型。

(4)铺层：将烘干的毛绒织物层叠不同层数，达到1～10mm厚。层叠的织物厚度不可超过此范围，如果太厚，会造成热压过程中中间层不能达到足够高的温度，影响角蛋白软化或熔融。