[发明专利]一种再生蚕丝蛋白纳米纤维智能织物的制备方法

说明书

本发明涉及蚕丝加工技术领域，旨在提供一种再生蚕丝蛋白纳米纤维智能织物的制备方法。包括：采用静电离心纺，制备再生蚕丝蛋白蓬松纳米纤维膜；将再生蚕丝蛋白蓬松纳米纤维膜分束得到多根须条；所述分束是指将纳米纤维膜进行等间距分束，或者以纳米纤维膜的内接圆周长为最大弧长等弧长分束，从而获得多根须条。本发明生产效率高、分束加捻的工艺过程简单、易于实施；蛋白纤维的直径在几百纳米到若干微米，选择范围广，且强度更高，更加适应机织、针织、编织等多种织造工艺；对湿度变化敏感，纤维膜不同位置分束形成的纳米纤维纱线膨胀差异明显，同时可以加工出多种纱线形态，织造的选择和组合更加丰富，可以满足多元化的需求。

技术领域

本发明属于蚕丝加工技术领域，具体涉及一种利用蚕丝加工尾料制备具有湿度响应功能的再生蚕丝蛋白纳米纤维智能织物的方法。

背景技术

智能纺织品一直都是科研和纺织领域关注的重点，主要是将对环境刺激敏感的材料纺制成织物以实现织物的多种功能性，包括发光、发热、形状记忆、能量存储、温湿度调节与自修复等。蚕丝蛋白作为一种纯天然的生物高分子材料，具有优良的生物兼容性、生物可降解性以及优良的力学性能，早已广泛应用于食品、医药、生物技术以及功能性材料、智能纺织品、柔性可穿戴电子器件等领域。

近年来，由于蚕丝材料在高新技术领域应用中的突出表现而受到越来越多的关注。中国专利CN109652894A中公开了“基于蚕丝人工肌肉的智能织物的制备方法”，利用蚕丝的吸湿性制备湿度敏感的智能织物，通过采用线圈状的蚕丝纱作为经纱和脱胶的茧丝作为纬纱进行平纹编织，这种通过线圈纱线的膨胀收缩实现透气性调节的方法，工艺简单且可行性高，然而在织造工艺的选择上有着一定局限性且纱线形态单一，无法满足多样化的需求。由于天然蚕丝结构变化较少，为了将蚕丝应用到智能材料领域，目前主要是溶解制备再生蚕丝蛋白材料。2018年，国际期刊先进功能材料中报道了一篇“具有自修复性能的多功能电子纹身蚕丝/石墨烯复合材料”，通过丝素蛋白/石墨烯/钙离子溶液体系作为墨水，在皮肤表面制作不同图案的功能性导电薄膜，实现了对应变、湿度、温度的功能响应，且在破损处滴水可以实现自我修复。然而，溶解后形成的再生蚕丝蛋白材料的力学性能普遍下降。因此，制备力学性能相对较高且能够满足多样化需求的功能性响应蚕丝蛋白材料是十分必要的。

纳米纤维由于其特殊的表面效应、小尺寸效应、高表面活性等特点，使之具有优良的光、热、电、磁性能，可以灵活地进行改性修饰，在高效过滤、生物医疗、智能传感器等领域极具应用潜力，因此受到了广泛关注。如果能够将纳米纤维进一步加工成能够满足现代纺织加工的纱线，必然会突破传统纺织品性能并大大提高产品附加值。静电离心纺丝工艺结合了离心纺和静电纺的特点，制备出的纤维产量高，纤维直径调控范围广，且纤维内的分子链取向度较高，纤维集合体取向排列程度高，力学性能提高。因此，采用静电离心纺丝法制备纳米纤维纱线具有非常大的优势。中国专利CN108796687A中公开了“一种自加捻纳米纤维纱线连续制备装置及方法”，利用静电离心纺丝过程中出现的自加捻现象加以控制制备纳米纤维纱线；中国专利CN108796682A中公开了“一种连续高效增强纳米纤维成纱的装置及纺纱方法”，采用芯纱将静电离心纺过程中的纳米纤维进行收集形成复合纱线。

但是，这些技术制备获得的复合纱线通常以芯纱为主体，纳米纤维只能起到辅助改善功能的作用。由于纱线形式和织物品种比较简单，制备工艺中存在诸多问题如工艺过程可控性差，纱线抱合不牢固等，应用的范围较为狭窄。目前的研究报道中，尚没有利用静电离心纺得到纳米纤维制备复合纱线去进一步制备智能织物的先例。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种再生蚕丝蛋白纳米纤维智能织物的制备方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种再生蚕丝蛋白纳米纤维智能织物的制备方法，包括以下步骤：

(1)溶解蚕丝加工尾料，制备再生蚕丝蛋白纺丝液；采用静电离心纺，制备再生蚕丝蛋白蓬松纳米纤维膜；