[发明专利]一种多功能蛋白纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纺织工业技术领域，特别是涉及一种以大豆蛋白、聚乙烯醇为主要原料的多功能蛋白纤维及其制备方法。

背景技术

随着全世界人口的增加，人们对纤维的需求量逐渐升高，预计到2050年，纤维的总需求量将会达到0.9-1亿吨。随着人们生活水平的提高以及科学技术的发展，人们对服装织物提出了更高的要求。目前天然纤维以其天然环保、对皮肤无损害、手感舒适、吸湿透气等优点备受消费者青睐。

蛋白纤维的制备原料蛋白质多取自牛奶、花生、玉米、大豆等。大豆中含有丰富的蛋白质，且成本低廉，因此大豆蛋白成为蛋白纤维的主要原料。大豆蛋白纤维具有手感柔滑、明亮光泽、吸湿、导湿性好等优点。

目前出现了很多关于大豆蛋白纤维制作工艺方面的专利，例如，专利《一种复合蛋白纤维及其制备方法》(申请号：201110073928.9)中介绍了将胶原蛋白、大豆蛋白和聚乙烯醇混合、共聚改性，制备复合蛋白纤维的方法，提高了单纯蛋白纤维的力学性能。专利《大豆蛋白纤维及其制备方法》(申请号：201110110949.3)中介绍了采用化学方法对大豆蛋白进行改性处理，从而增强大豆蛋白纤维的耐酸耐碱性。专利《一种制备含蛋白纤维的静电纺丝方法》(申请号：201310264109.1)介绍了采用静电纺丝法对蛋白纤维纺丝工艺进行改进，使含蛋白的聚合物溶液在交联剂和水的氛围中进行电纺，避免了交联反应对电纺丝外形的影响。

然而，现在关于蛋白纤维的制备仅停留在如何改变蛋白纤维的性能方面，制备出的蛋白纤维功能单一，不能满足人们对夏季服装清凉、防蚊、防螨等的需求；另外，蛋白纤维交联聚乙烯醇制备的纤维在使用中存在易长菌而造成使用时间短，耐水热性低等缺点。通过在纤维表面涂覆功能性物质的多功能纤维制备方法所制备的纤维容易随着洗涤次数的增加功能性快速减弱。因此，具有抗菌性能的大豆蛋白粘胶纤维不仅可以满足人们对衣物抗菌性能的研究，对于衣物本身的寿命也具有重要作用，而能够与大豆蛋白纤维及聚乙烯醇共聚发挥抗菌作用的添加料的选择也至关重要，申请号为201310327891.7的专利中使用的抗菌成分为纳米银，在穿着过程中银离子会扩散出来不利于人体皮肤以及身体保健。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种多功能蛋白纤维及其制备方法，以克服蛋白纤维功能单一，不具备防虫驱蚊功能、不具备消毒杀菌功能以及PVA与蛋白纤维共聚不耐水热性的问题。

为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种多功能蛋白纤维，包括以下重量份的原料：

大豆蛋白30份-35份，聚乙烯醇50份-55份，功能添加剂4份-5份，羧甲基壳聚糖10份-15份，葡萄糖酸钙3份-6份；

其中，所述功能添加剂包括以下质量份有效原料：

黄连素1.2-1.5份，芦荟提取物1.0-1.2份，天然防蚊剂0.6-0.8份，薄荷脑0.8份，竹炭微粉0.4份-0.7份。

本发明还具有以下附加技术特征：

优选的，大豆蛋白的纯度≥95％，聚乙烯醇的聚合度为2000-3000，所述聚乙烯醇的醇解度大于99％。

优选的，大豆蛋白的纯度≥95％。

优选的，所述大豆蛋白是从大豆豆粕中提取出来，在大豆中主要以直径为5-20um的蛋白球状体存在。

本发明还提供上述的多功能蛋白纤维的制备方法，具体包括以下步骤：

A再生植物蛋白纺丝基液制备：将大豆蛋白溶解于水，所述水的质量为大豆蛋白和聚乙烯醇总质量的6-7.5倍，升温至60-80℃，不断搅拌中加入羧甲基壳聚糖，使其溶解均匀，升温至80-100℃，调节pH值至8-9，高速搅拌中加入聚乙烯醇，使大豆蛋白、羧甲基壳聚糖和聚乙烯醇充分溶解混合均匀，所述高速搅拌的速度为250-300转/秒；

B功能添加剂制备：向水中加入黄连素、竹炭微粉、芦荟提取物、天然防蚊剂、薄荷脑、分散剂后进行搅拌均匀，即可得功能添加剂，所述水的质量为所述功能添加剂有效原料的4-6倍；

C纺丝原液制备：将步骤B得到的功能添加剂加入步骤A中的纺丝基液中，搅拌均匀；调节pH值为5-7，并添加引发剂，在温度为50-60℃反应6-10小时后，加入葡萄糖酸钙，搅拌均匀，经过滤、静置脱泡，制成纺丝原液，其中引发剂为过硫酸铵、过氧化苯甲酰或硝酸铈铵或其任意组合；

D纺丝工艺：将步骤C得到的纺丝原液采用湿法纺丝工艺，经喷丝板喷出，喷丝头的直径为0.1mm～0.4mm，喷丝板喷出速度为15-17m/min，再经牵伸、干燥、热定型工序，制得半成品纤维；