混合溶解動物毛和纖維素原料製備生物蛋白毛纖的方法
2023-10-26 20:35:22 3
專利名稱：混合溶解動物毛和纖維素原料製備生物蛋白毛纖的方法
技術領域：
本發明涉及一種新型紡織纖維的方法，尤其是一種混合溶解動物毛和纖維素原料製備生物蛋白毛纖的方法。
背景技術：
我國毛紡織業出口量佔世界第一，用於毛紡織業的羊毛需求量約為80萬噸，我國自產羊毛約40萬噸，有百分之五十缺口。我國加入世貿以後，毛紡織品的出口量持續增長，國內市場羊毛供應相當緊張。外毛價格攀升，供應也較為緊缺。這種形勢在短期內不會有明顯的改善。在這樣的形勢下，開發該項目的產品，可以及時補充羊毛市場供貨不足，產品的品種又可根據需求調整，產品品種的多樣性可以有效的擴大市場的佔有率。由於我國土地面積和草場面積逐年減少，直接影響養羊業的發展和規模，而國內毛紡織業產量確連年遞增，特別是加入WTO後已成為世界第一紡織大國。為此，國內羊毛短缺現象將會長期出現，羊毛進口量將會持續增量。
我國內地收購羊毛企業和毛紡廠每年要扔掉大量篩選後的髒毛、短毛、雜毛，不僅給環境造成汙染，也給畜牧業帶來很大經濟損失。本項目介紹的是利用劣質羊毛、駝毛，人發、豬鬃、禽羽、獸毛生產直接用於精紡或粗紡的毛紗，使原本沒有經濟價值的廢棄物變為具有超高經濟附加值的產品。
目前國內外對羊毛角朊蛋白的再生利用主要有2種途徑①選擇適當的溶劑和助溶劑溶解羊毛，製成均勻的共混膜或將原液紡絲成纖；②用化學或機械方法將羊毛製備成粉末加以利用。但是，目前還沒有關於可以將羊毛和紙漿直接混合溶解，進行紡絲、拉膜的報導。
發明內容
本發明目的在於提供一種混合溶解動物毛和纖維素原料製備生物蛋白毛纖的方法，將紡織過程中被廢棄的羊毛、羊絨、駝絨、兔毛、馬海毛、犛牛毛等動物纖維及不能直接用於紡織加工的劣質動物纖維如豬毛、皮革等，包括破舊的毛絨織物，和纖維素原料如各種紙漿等混合溶解於離子液體，製得含蛋白的纖維素紡絲原液；將該紡絲原液進行凝固浴便析出生物蛋白毛纖；或者在該紡絲原液中加入助劑即可紡成各種型號的含蛋白質纖維。
本發明的技術方案如下本發明提供的使用離子液體混合溶解動物毛和紙漿製備含蛋白的纖維素紡絲原液的方法，其步驟如下1)將經清洗、風乾或在低於80℃下烘乾的動物毛原料，直接或經過預處理後與一定量乾燥的紙漿混合，然後共同在90-120℃下的離子液體中，進行溶解得混合溶解液；所述動物毛原料和纖維素原料的重量之和與離子液體的重量份配比為1∶5～20；所述動物毛原料與纖維素原料的重量份配比為1∶1-10；所述離子液體為100℃下呈熔融狀態的由陰陽離子和陽離子組成的鹽，所述陰離子為滷素離子Cl-、Br-、I-或醋酸根離子；陽離子為N-N-二甲基咪唑陽離子、1-乙基，3-甲基咪唑陽離子、1-烯丙基，3-甲基咪唑陽離子、1-烯丙基，3-甲基咪唑陽離子或1-丁基，3-甲基咪唑陽離子或1-甲基-3-丁基咪唑陽離子；2)然後將步驟1)所得混合溶解液在水、甲醇、乙醇、乙氰或重量百分比濃度為30％的(NH4)2SO4溶液中進行凝固，析出生物蛋白毛纖；或者，在步驟1)溶解液中加入佔溶解液體積0.1-1.0％的甘油或/和異丙醇助劑，製得含助劑的混合液；然後再將所得含助劑的混合液在水、甲醇、乙醇、乙氰或重量百分比濃度為30％的(NH4)2SO4溶液中進行凝固，析出生物蛋白毛纖。
所述動物毛原料為紡織過程中被廢棄的羊毛、羊毛絨、駝毛、駝毛絨、兔毛、或劣質動物纖維豬毛、皮革；所述的纖維素原料為棉漿、木漿、草漿或紙漿。
所述步驟1)中的動物毛原料的預處理為將動物毛原料浸在重量百分比濃度為10-50％尿素、2-6％SDS和2-6％NaHSO3的混合溶液中，50-100℃下進行浸泡處理0.5-2h。
所述步驟1)離子液體、動物毛原料及纖維素原料在混合溶解前進行乾燥。
所述步驟1)中的溶解為加熱溶解，其加熱方式為油浴加熱、烘箱加熱或電爐加熱；加熱過程中進行間歇式攪拌；累積加熱時間為0.5-16h。
本發明具有如下五個方面的優點，一是減少了畜牧業損失，增加了畜牧業的收入，支持了西部地區建設。二是減少毛紡企業在生產環節中的直接損失，節約了生產成本。三是拉動相關產業鏈，給社會增加就業機會。四是提升產品附加值，給投資生產企業帶來巨額經濟回報，五是給國家上繳稅費。
本發明製備的纖維保留了天然羊毛蛋白結構，由於羊毛規格可控，品質比羊毛更優秀，又由於該纖維沒有鱗片，致使手感細膩親膚，具有光澤亮麗，染色均勻，耐高溫、耐光照、耐腐蝕、均勻性好，除常規品種外，還可生產羊絨紗和超細羊絨紗，改寫羊絨不能做夏季服裝的歷史。由於羊絨紗經濟價值高，可成為真正意義上的軟黃金。
具體實施例方式
下面結合實施例進一步描述本發明實施例11)將經清洗、自然涼幹的羊毛原料和乾燥的紙漿，直接與離子液體混合，在可調溫的電爐上邊加熱邊攪拌，進行加熱溶解60分鐘得琥珀色溶解液；所述羊毛和紙漿原料的重量和與離子液體的重量的重量份配比為1∶20；所述羊毛與紙漿的重量份配比為1∶1；所述離子液體為100℃下呈熔融狀態的由陰陽離子和陽離子組成的1-丁基-3甲基咪唑氯化鹽的離子液體；2)然後將步驟1)所得的溶解液紡絲，以水為凝固浴，便得到生物蛋白毛纖。
實施例2將經清洗後的羊毛原料進行預處理即，將羊毛原料在重量百分比濃度為20％尿素、3％SDS和3％NaHSO3的混合溶液中，100℃下進行浸泡處理0.5h；其預處理的料液重量份比為1∶10；將經預處理的羊毛原料和乾燥後的木漿與離子液混合，在100℃下進行加熱(恆溫烘箱中加熱，並不時攪拌)溶解12h得琥珀色溶解液；所述羊毛和木漿重量之和與離子液重量的重量份配比為3∶10；所述羊毛與木漿重量份配比為1∶2；所述離子液體為100℃下呈熔融狀態的由陰陽離子和陽離子組成的1-丁基，3-甲基咪唑溴化鹽；在上述溶解液中加入佔溶解液體積0.1％的甘油，然後將此含甘油的混合液紡絲，以甲醇為凝固浴，即得到生物蛋白毛纖。
實施例3將經清洗後的駝毛原料進行預處理即，將駝毛原料在重量百分比濃度為10％尿素、6％SDS和6％NaHSO3的混合溶液中，70℃下進行浸泡處理1h；其預處理的料液重量份配比為1∶20；將經預處理的駝毛原料和乾燥的棉漿與離子液混合，在油浴110℃下進行加熱，並不時攪拌，溶解10h得琥珀色溶解液；所述駝毛原料和棉漿重量之和與離子液重量的重量份配比為1∶15；所述駝毛原料與棉漿重量份配比為1∶5；所述離子液體為100℃下呈熔融狀態的由陰陽離子和陽離子組成的1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑鹽；在上述溶解液中加入佔溶解液體積1％的甘油，然後將此含甘油的混合液紡絲，以乙氰為凝固浴，即得到生物蛋白毛纖。
實施例4將經清洗後的兔毛原料進行預處理即，將兔毛原料在重量百分比濃度為20％尿素、3％SDS和3％NaHSO3的混合溶液中，70℃下進行浸泡處理1.0h；其預處理的料液重量份比為1∶10；將經預處理的兔毛原料和乾燥的棉漿與離子液混合，在110℃油浴下進行加熱，並不時攪拌，溶解6h得琥珀色溶解液；所述兔毛原料和棉漿重量之和與離子液重量的重量份配比為1∶5；所述兔毛原料與棉漿重量份配比為1∶10；所述離子液體為100℃下呈熔融狀態的由陰陽離子和陽離子組成的1-乙基-3-甲基氯化咪唑鹽；在上述溶解液中加入佔溶解液體積1.0％的甘油，然後將此含甘油的混合液紡絲，以乙氰為凝固浴，即得到生物蛋白毛纖。
實施例5將經清洗後的羊毛原料進行預處理即，將羊毛原料在重量百分比濃度為50％尿素、3％SDS和3％NaHSO3的混合溶液中，70℃下進行浸泡處理1.0h；其預處理的料液重量份比為1∶30；將經預處理的羊毛原料和木漿與離子液混合，在100℃油浴下進行加熱，並不時攪拌，溶解16h得琥珀色溶解液；所述羊毛原料和木漿重量之和與離子液重量的重量份配比為1∶15；所述羊毛原料與木漿重量份配比為1∶10；所述離子液體為100℃下呈熔融狀態的由陰陽離子和陽離子組成的1-甲基-3-甲基碘化咪唑鹽；在上述溶解液中加入佔溶解液體積0.3％的異丙醇，然後將溶液紡絲，以水為凝固浴，即得到生物蛋白毛纖。
實施例6將經清洗後的羊毛原料進行預處理即，將羊毛原料在重量百分比濃度為30％尿素、3％SDS和3％NaHSO3的混合溶液中，70℃下進行浸泡處理1.0h；其預處理的料液重量份比為1∶10；將經預處理的羊毛原料和乾燥的紙漿與離子液混合，在100℃油浴下進行加熱，並不時攪拌，溶解6h得琥珀色溶解液；所述羊毛原料和紙漿重量之和與離子液重量的重量份配比為1∶10；所述羊毛原料與紙漿重量份配比為1∶3；所述離子液體為100℃下呈熔融狀態的由陰陽離子和陽離子組成的1-甲基-3-甲基氯化咪唑鹽；然後將上述所得溶液紡絲，以30％(NH4)2SO4溶液為凝固浴，即得到生物蛋白毛纖。
權利要求
1.一種混合溶解動物毛和纖維素原料製備生物蛋白毛纖的方法，其步驟如下1)將經清洗、風乾或在低於80℃下烘乾的動物毛原料，直接或經過預處理後與一定量乾燥的紙漿混合，然後共同在90-120℃下的離子液體中，進行溶解得混合溶解液；所述動物毛原料和纖維素原料的重量之和與離子液體的重量份配比為1∶5～20；所述動物毛原料與纖維素原料的重量份配比為1∶1-10；所述離子液體為100℃下呈熔融狀態的由陰陽離子和陽離子組成的鹽，所述陰離子為滷素離子Cl-、Br-、I-或醋酸根離子；陽離子為N-N-二甲基咪唑陽離子、1-乙基，3-甲基咪唑陽離子、1-烯丙基，3-甲基咪唑陽離子、1-烯丙基，3-甲基咪唑陽離子或1-丁基，3-甲基咪唑陽離子或1-甲基-3-丁基咪唑陽離子；2)然後將步驟1)所得混合溶解液在水、甲醇、乙醇、乙氰或重量百分比濃度為30％的(NH4)2SO4溶液中進行凝固，析出生物蛋白毛纖；或者，在步驟1)溶解液中加入佔溶解液體積0.1-1.0％的甘油或/和異丙醇助劑，製得含助劑的混合液；然後再將所得含助劑的混合液在水、甲醇、乙醇、乙氰或重量百分比濃度為30％的(NH4)2SO4溶液中進行凝固，析出生物蛋白毛纖。
2.按權利要求1所述的混合溶解動物毛和纖維素原料製備生物蛋白毛纖的方法，其特徵在於，所述動物毛原料為紡織過程中被廢棄的羊毛、羊毛絨、駝毛、駝毛絨、兔毛、或劣質動物纖維豬毛、皮革；所述的纖維素原料為棉漿、木漿、草漿或紙漿。
3.按權利要求1所述的混合溶解動物毛和纖維素原料製備生物蛋白毛纖的方法，其特徵在於，所述步驟1)中的動物毛原料的預處理為將動物毛原料浸在重量百分比濃度為10-50％尿素、2-6％SDS和2-6％NaHSO3的混合溶液中，50-100℃下進行浸泡處理0.5-2h。
4.按權利要求1所述的混合溶解動物毛和纖維素原料製備生物蛋白毛纖的方法，其特徵在於，所述步驟1)離子液體、動物毛原料及纖維素原料在混合溶解前進行乾燥。
5.按權利要求1所述的混合溶解動物毛和纖維素原料製備生物蛋白毛纖的方法，其特徵在於，所述步驟1)中的溶解為加熱溶解，其加熱方式為油浴加熱、烘箱加熱或電爐加熱；加熱過程中進行間歇式攪拌；累積加熱時間為0.5-16h。
全文摘要
本發明的混合溶解動物毛和纖維素原料製備生物蛋白毛纖的方法，步驟為將動物毛與纖維素的混合原料，在離子液中溶解得溶解液；離子液為100℃下呈熔融狀態的由陰陽離子和陽離子組成的鹽；然後將所得溶解液在水、甲醇、乙醇、乙氰或(NH4)
文檔編號D01F8/18GK1884642SQ200510077288
公開日2006年12月27日 申請日期2005年6月21日 優先權日2005年6月21日
發明者陳洪章, 劉麗英 申請人:中國科學院過程工程研究所