[发明专利]基于纤维素酶活化处理的蛋白质/纤维素纤维制备方法

说明书

本发明涉及一种基于纤维素酶活化处理的蛋白质/纤维素纤维制备方法，是以蛋白粉和纤维素纤维为原料，将纤维素纤维依次进行烷基糖苷预处理和纤维素酶活化后，再通过交联剂聚乙烯醇缩水甘油醚接枝蛋白质，制备得到蛋白含量1～5%的蛋白质/纤维素纤维。本发明基于纤维素酶的专一性、高效性、绿色环保等特性，不仅制备的蛋白质/纤维素纤维蛋白质接枝效率＞50%，而且纤维的力学性能优异、服用性能优良、纺织加工性能较好。

技术领域

本发明属于功能化纤维素纤维制备技术领域，涉及一种蛋白质/纤维素纤维的制备方法，特别是涉及一种利用纤维素酶活化处理制备蛋白质/纤维素纤维的方法。

背景技术

纤维素纤维主要分为天然纤维素纤维和再生纤维素纤维，是一种性能优异的纺织原料。近年来，传统的纤维素纤维由于不具备功能性、附加值低等缺点，其市场份额正在逐渐下滑。而随着科学技术的发展以及人们对美好生活的追求，具有功能化改性的纤维素纤维越来越受到消费者的喜爱。因此，开发各种具有功能性的纤维素纤维，例如阻燃纤维素纤维、蛋白质/纤维素纤维等，就成为了当下的研究热点。

蛋白质/纤维素纤维是将现代生物化学应用于纺织材料领域的一项科技创新。蛋白质/纤维素纤维具有良好的亲肤性、较高的吸湿性、抗静电性、透气性等优点，是满足新世纪人类绿色环保纺织品消费理念的新成果。

目前制备蛋白质/纤维素纤维的常用方法主要包括纺前共混纺丝和纤维表面接枝两种方法。其中，纺前共混纺丝是在纺丝前将蛋白质溶液共混加入到纺丝液中，再通过湿法纺丝制备得到蛋白质/纤维素纤维。这种方法在制备蛋白质/纤维素纤维的过程中存在蛋白质利用率较低，喷丝孔易堵，纤维力学性能较差，以及生产成本过高等问题。

CN 105803568A公开了一种蚕丝蛋白纤维的制备方法，其通过纺前共混的方式，将从蚕茧中提取到的蚕丝蛋白溶液添加到天丝纺丝溶液中，采用干湿法工艺纺丝，制备得到蚕丝蛋白天丝纤维。该方法存在的不足在于：1）、蚕丝纤维价格昂贵，将其提取蚕丝蛋白用于制备蛋白质天丝纤维，不利于工业化生产时的经济效益；2）、该方法制备的蚕丝蛋白天丝纤维中，蚕丝蛋白与纤维素的结合属于物理结合，既不利于蛋白质的固定，又不利于纤维的耐水洗牢度。

采用化学预处理的方式，将蛋白质接枝在纤维表面，能够有效避免上述问题。因此现阶段大多采用表面接枝的方式制备蛋白质/纤维素纤维。该方法虽然具有较好的预处理效果和较高的接枝效率，但是方法的专一性较差，副反应较多，既不利于纤维强力的提升，又不利于环境保护。

CN 106757501A公开了一种胶原蛋白纤维素纤维及其制备方法，在胶原蛋白的碱性水溶液中滴加环氧氯丙烷反应得到胶原蛋白预处理液，再加入粘胶中反应得到胶原蛋白接枝粘胶，经纺丝、洗涤、烘干得到胶原蛋白纤维素纤维，是一种纤维表面接枝制备胶原蛋白纤维素纤维的方法。该方法存在的不足体现在：1）、制备胶原蛋白预处理液需2～3h，维持交联反应需6～8h，反应时间过长，不利于工业化生产；2）、该方法对工艺中的温控要求较高，温度达到100～110℃时蛋白质可能会发生变性或分解；3）、使用的交联剂环氧氯丙烷属中等毒性，动物实验证明有潜在致癌作用，应避免使用。

CN 103789857A公开了一种胶原蛋白再生纤维素纤维的制备方法，是采用硝酸铈铵将胶原蛋白接枝在纤维素上。其缺点在于：1）、制备的胶原蛋白粘胶纤维接枝率较低，导致纤维中蛋白质含量过低，没有产业化的经济意义；2）、引发剂硝酸铈铵具有助燃作用，不易于有机物混合，不利于生产的安全性。

CN 108867056 A公开了一种蚕蛹蛋白改性纤维素纤维的生产工艺，其先采用氧化剂预处理的方式制备得到氧化纤维素纤维，然后经加热制备得到蚕蛹蛋白纤维素纤维。由于该方法中没有使用交联剂，所制备蚕蛹蛋白改性纤维素纤维的耐水洗性较差，缺乏产业化意义。同时，该方法中使用的氧化剂为强氧化剂，不利于生产安全性和环保性。

发明内容