[发明专利]一种环保型改性淀粉/羽毛蛋白接枝共聚物复合浆料、制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种环保型改性淀粉/羽毛蛋白接枝共聚物复合浆料、制备方法及其应用。以废弃羽毛绒为原料，制备羽毛蛋白接枝共聚物浆料，以改性淀粉为主浆料，首先将改性淀粉水分散液在高温下搅拌糊化成浆后，降温到所需的温度，向主浆料浆液中加入与其相同温度下已充分搅拌一定时间的羽毛蛋白接枝共聚物水溶液，充分搅拌一定时间进行充分复合，即得所述的复合浆料。本发明所制备复合浆料利用改性淀粉以及羽毛蛋白接枝共聚物浆料分子链的极性基团可与聚乳酸分子链上的酯基发生氢键作用和产生范德华力，以及借助羽毛蛋白接枝共聚物浆料的低表面张力，显著改善了淀粉对聚乳酸纱的低温粘合作用，非常适用于聚乳酸经纱的低温上浆。

技术领域

本发明涉及纺织经纱上浆用的环保复合浆料技术领域，特别是涉及一种环保型改性淀粉/羽毛蛋白接枝共聚物复合浆料、制备方法及其应用。

背景技术

随着经济迅速发展，石油资源日趋紧张、石油价格飞涨及以石油产品为原料合成高分子材料(如：聚乙烯醇)带来了一系列的环境污染问题，促使价格低廉、天然可再生、可降解的高分子材料的研究开发利用日益受到人们的重视。纺织浆料是整个纺织行业的浆纱工序中必不可少的材料。目前，市场上使用的浆料主要是淀粉类、聚乙烯醇(PVA)和聚烯丙基磺酸钠类。其中，淀粉类浆料作为经纱上浆的主体浆料，用量很大，约占浆料消耗总量的70％以上，具有来源广泛，价格低廉，对亲水性的天然纤维有较好的粘附性和易被生物降解等优点。然而，淀粉浆低温下会发生老化而致使其对纤维的粘附性差，造成其对一些必须采用低温上浆方式的经纱(如羊毛、粘胶、聚乳酸经纱)的使用效果不尽人意，所以开发新型环保型纺织淀粉浆料必然是一个重要选择。

此外，羽毛绒源于水禽养殖伴生物，系天然蛋白质范畴，具有来源丰富，原料价廉等优势；我国是羽毛绒生产大国，羽毛绒原料产能占世界80％以上。据粗略统计，我国每年家禽加工业以及羽绒制造业所产生的羽绒废弃物约为100万吨，这些废弃物中的蛋白质(主要为角蛋白)含量在80％以上，这笔丰富的可再生蛋白质资源常常被人们忽略当作垃圾处理，采用传统的处理方法(如焚烧、填埋)，因废弃羽毛绒的蛋白特性问题，难以短时间内降解，给环境造成极大负担，产生环境污染问题。为此，如果能将羽毛绒中羽毛蛋白提取，并利用化学修饰技术，实现新型蛋白材料性能与分子结构的调控，获得能作为纺织浆料使用的新型高性能环保生物基蛋白浆料，将是将废弃羽毛绒变废为宝的重大举措，也是提供新型绿色环保高性能浆料的一个重要选择。当前，羽毛蛋白是否适用于经纱低温上浆，还未有相关的学术报道和专利文献。

目前，在浆纱工序中使用的低温上浆用复合浆料中绝大部分都主要包含淀粉与PVA，但是，由于PVA的生物可降解性能极差，不利于环境保护，欧美一些国家已将其列为“不洁浆料”而禁止使用。我国的纺织浆料界近年来也开始大力倡导不用或少用PVA。此外，PVA浆料在上浆过程中存在退浆困难，不易分解等问题。因此提供新型的适用于经纱低温上浆的环保复合浆料，具有重要价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：为克服淀粉的低温性能缺陷，将废弃羽毛绒变废为宝并实现其低温上浆的高值化利用，本发明提供了一种可改善淀粉低温粘合性能的的环保型改性淀粉/羽毛蛋白接枝共聚物复合浆料及其制备方法。通过制备改性淀粉、羽毛蛋白接枝共聚物，将羽毛蛋白接枝共聚物溶解、改性淀粉糊化成浆液，羽毛蛋白接枝共聚物水溶液加入到改性淀粉浆液中，搅拌一定时间进行充分复合，来改善淀粉对经纱的低温粘合性能。

为解决上述技术问题，本发明提供以下的技术方案：

一种环保型改性淀粉/羽毛蛋白接枝共聚物复合浆料制备方法，包括以下步骤：

(1)以改性淀粉为主浆料，首先将淀粉水分散液在95℃下搅拌糊化1h成浆得主浆料浆；

(2)将主浆料浆降温后加入羽毛蛋白接枝共聚物水溶液；所述羽毛蛋白接枝共聚物水溶液已在主浆料浆液降温后的相同温度下充分搅拌；

(3)相同温度下充分搅拌40～80min进行充分复合，即得改性淀粉/羽毛蛋白接枝共聚物复合浆料。