[发明专利]一种改性再生蚕丝蛋白纤维的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性再生蚕丝蛋白纤维的制备方法，属于纺织技术领域。本发明首先通过利用碳酸氢钠溶液对蚕丝进行脱胶处理，接着利用次氯酸钠进行氧化处理，最后与甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺、苯乙烯等进行混合，通过利用引发剂的作用，引发聚合，形成带有正电荷的嵌段式聚合物，同时由于蚕丝表面含有丰富的羧基等活性基团，可以有效的与聚合物进行结合，提高了蚕丝的耐水性能及韧性，另外加入的改性添加颗粒，同时颗粒表面含有丰富的活性基团，进而可以与聚合物及蚕丝进行进一步的结合，提高了蚕丝的力学性能，增强了再生蚕丝的断裂强度和断裂伸长率，本发明解决了目前再生蚕丝增强的方法过程中，断裂强度，断裂伸长率提高有限的问题。

技术领域

本发明涉及一种改性再生蚕丝蛋白纤维的制备方法，属于纺织技术领域。

背景技术

蚕丝作为一种天然蛋白质，可谓动物历经亿万年自然进化与适应而造就的“完美”纤维，它兼具了强度和初性的完美平衡。丝蛋白不仅具备生物相容性、生物降解性及突出的综合力学性能而且来源丰富。更重要的是，这类天然纤维一定的条件下可以经再生制备各类宏观尺度上的蛋白质材料，如再生纤维、凝胶、膜、微球和多孔支架等。近几十年来，随着对其等级结构（氨基酸组成、构象和聚集态结构等）与性能关系的理解不断深入，蚕丝除了在纺织领域的广泛应用外，在医药、生物技术和日用化工等科技领域的应用研宄也在不断探索和发展，例如用于医药缓释载体、酶固定材料、化妆品及食品，甚至光电领域等

蚕丝纤维也具有优异的机械性能(断裂应力为400MPa，断裂应变为15％)，并且容易获得，尽管比最佳蜘蛛丝纤维更弱、韧性更差，但蚕丝纤维仍然是一种强度很高的天然纤维，而且有望通过对蚕丝纤维的改性来使其获得蜘蛛丝纤维一般优秀的性能。目前也有许多研究如何通过人工纺丝获得高性能的再生蚕丝纤维。中国专利CN102912470A使用碳酸钠溶液脱胶后溶解、透析，加入氯化钙溶液和金属氧化物纳米颗粒对其改性，最终通过干法纺丝得到的再生蚕丝纤维断裂强度为50～250MPa，断裂伸长率为50％～150％。中国专利CN106435818A使用明胶和交联剂掺杂蚕丝溶液纺丝获得再生蚕丝纤维断裂强度最高可达420MPa，断裂伸长率为12％。中国专利CN104264263A使用碳纳米管掺杂蚕丝溶液纺丝获得再生蚕丝纤维断裂强度为100～500MPa，断裂伸长率为30％～120％。这些方法对再生蚕丝增强的方法都是基于物理掺杂或者化学交联，相比对应天然蚕丝丝素纤维的断裂强度，断裂伸长率提高非常有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前再生蚕丝增强的方法过程中，断裂强度，断裂伸长率提高有限的问题，本申请提供了一种改性再生蚕丝蛋白纤维的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种改性再生蚕丝蛋白纤维的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

（1）将桑蚕生丝与混合溶液按质量比1:4～9，进行混合加热，过滤，将滤渣放入水中浸泡，每1～2h更换一次水，更换2～4次，过滤，风干，得预改性脱胶蚕丝；

（2）将预改性脱胶蚕丝、甲酸溶液、添加剂按质量比6:15～20:1～2进行混合，在50～60℃静置，离心分离，收集固体物，将固体物、氢氧化钠溶液及次氯酸钠按质量比4～6:12:1进行混合，静置，过滤，洗涤，干燥，收集干燥物；

（3）按重量份数计，取200～230份混合溶剂、40～50份干燥物、13～15份甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、10～12份改性添加颗粒、7～13份丙烯酰胺、6～8份苯乙烯、1～3份引发剂、1～3份辅助剂、0.3～0.5份表面活性剂；

（4）首先将混合溶剂、干燥物、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、改性添加颗粒、丙烯酰胺放入反应釜中，氮气保护，在50～55℃预热，再加入苯乙烯、引发剂、辅助剂、表面活性剂，升温至120～125℃，搅拌反应，冷却，出料，收集出料物，与石油醚按质量比2:1～3进行混合，在1～3℃静置沉淀，过滤，收集沉淀物，洗涤，收集洗涤物；