[发明专利]一种角蛋白纺丝原液及其制备的角蛋白再生纤维

说明书

本发明公开了一种角蛋白纺丝原液及其制备的角蛋白再生纤维，所述角蛋白纺丝原液由如下原料在水中反应制备得到：羊毛，蛋白质变性剂，还原剂，增韧剂，所述蛋白质变性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或几种。本发明无需使用尿素或溴化锂等试剂，可不经任何提纯处理，直接用于纺丝制备再生纤维，制备方法较为简单，羊毛角蛋白利用率较高。而且本发明能够减少角蛋白主链的破坏，不含尿素或溴化锂，得到的角蛋白溶解液配合适量的增韧剂纺丝后得到的再生纤维与天然羊毛相仿的力学性能，且，该角蛋白再生纤维的角蛋白含量高。

技术领域

本发明涉及动物蛋白再生纤维技术领域，更具体地，涉及一种角蛋白纺丝原液及其制备的角蛋白再生纤维。

背景技术

随着环境污染的加剧和自然资源的消耗，将废弃物回收并制备成再生材料得到了日益广泛的重视。羊毛作为一种高端的纺织品原料，穿着舒适性、保温性和透气性良好。然而，在洗毛、梳理、精梳和纺纱等纺织加工过程，每年会产生数以千吨的废弃羊毛。另外，羊肉生产过程中也会产生大量短而粗的废弃羊毛，只能作为垃圾被填埋或焚烧。在自然资源紧缺、合成纤维无法满足日益增长的高档动物纤维纺织品需求的背景下，回收废弃羊毛并将其开发成可作为纺织品应用的再生动物蛋白纤维，必将产生巨大的经济效益和环境效益。

传统溶解羊毛的方法往往需要采用浓度高达42％～50％的尿素或溴化锂等溶剂，以破坏羊毛角蛋白分子间大量存在的氢键，同时调节溶液的pH值为碱性，并加入少量的十二烷基硫酸钠与角蛋白形成胶束以制备稳定的溶液。该方法制备的溶液中角蛋白浓度比较低(一般只有5％)，无法满足直接纺丝的需求。如果提高浓度，角蛋白难以充分溶解，影响再生纤维的力学性能。为了制备满足纺丝要求的高浓度角蛋白纺丝液，一般羊毛溶解后还需要分离去除溶液中不溶解的羊毛残渣，然后通过透析或者调节等电点等方法除去尿素或溴化锂等小分子，以上两步纯化工艺都会导致角蛋白的损失，最高只能回收约70％的角蛋白。提纯的角蛋白还需再溶解成纺丝液，才能进行下一步的纺丝工艺。可见，现有技术通过回收羊毛制备的角蛋白纺丝原液方法复杂，需要经过溶解、提纯、再溶解等过程，原料损失严重。而且，通过纺丝得到的角蛋白再生纤维力学性能较差，无法同时满足强度和韧性的要求。例如，中国专利申请CN103205861A公开了一种羊毛角蛋白纺丝液，采用采用硫化钠/尿素/十二烷基硫酸钠方法溶解羊毛，其制备角蛋白纺丝原液的方法较为复杂，而且纺丝得到的角蛋白再生纤维力学性能较差。

因此，需要开发出制备方法较为简单、有利于提高角蛋白再生纤维力学性能的角蛋白纺丝原液。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的制备方法复杂、纺丝得到的角蛋白再生纤维力学性能较差的缺陷，提供一种角蛋白纺丝原液，提供的角蛋白纺丝原液制备方法较为简单，能够直接制备出高浓度和粘度的纺丝原液，直接应用于湿法纺丝，而且能够减少角蛋白主链的破坏，不含尿素或溴化锂，有利于提高制得的角蛋白再生纤维力学性能，获得良好的强度和韧性。

本发明的另一目的在于提供一种角蛋白再生纤维。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种角蛋白纺丝原液，由如下重量份数的原料在水中反应制备得到：

所述蛋白质变性剂为十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或几种。

所述羊毛可以为废弃羊毛。

发明人研究发现，现有技术采用尿素或溴化锂来溶解羊毛时，需要在高温条件下进行，碱性环境、高浓度的尿素和溴化锂都会在一定程度上破坏角蛋白主链，降低角蛋白分子量。角蛋白分子量降低，使得纺丝得到的角蛋白再生纤维力学性能较差，无法同时满足强度和韧性的要求。