一種植物蛋白質絲的製備方法

2023-11-03 13:10:52

專利名稱：一種植物蛋白質絲的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種紡織材料--植物蛋白質絲的製備方法。
絲綢製品輕盈柔軟，光澤幽雅，吸溫性好，穿著舒適，深受國內外消費者的青睞。但由於生產絲綢製品的原料--蠶絲短缺，無法滿足人們對絲織品的大量需求。於是，人們試圖尋找一種能夠代替蠶絲，並具有蠶絲風格的新型材料。
本發明的目的是提供一種以大豆粕、魯梅克斯葉蛋白、花生粕、棉籽粕、玉米蛋白及大分子有機化合物為原料，利用生物、化工紡織等新技術，人工合成的一種全新紡織材料--植物蛋白質絲的製備方法。
本發明採用以下技術方案一種植物蛋白質絲的製備方法，是以植物蛋白與丙烯醯胺為原料，利用濃縮蛋白法、等電分離蛋白法、凝聚狀分離法製取植物纖維蛋白為骨架，以納米微晶纖維素(簡稱Mc)為引發劑，與丙烯醯胺進行接枝共聚，製備蛋白丙烯醯胺接枝共聚物，然後將接枝共聚物與氫氧化鈉水解反應後，引入丙烯酸基團，成為陰離子型接枝聚丙烯醯胺；再加入預先用甲醛與二甲胺或甲醛與二丁胺、二乙胺混合反應生成的烷基氨基甲醇，製成纖維蛋白漿液，並進一步熟成、過濾、脫泡。再用PN為12～30～(0.02～0.2)噴頭噴絲，經紡織機速度為2米/分～150米/分，含硫酸鈉150～420g/l，硫酸40～180g/l，硫酸鋅5～100g/l，比重為1.25～1.32，溫度為12℃～75℃的凝固液凝固成型後，得到初級纖維。
再將初級纖維用含甲醛10～100g/l，硫酸3～50g/l，硫酸鈉100～280g/l的醛化液進行醛化處理0.1～2小時。
將上述纖維經過一般紡絲設備牽伸、酸洗、脫硫、水洗、脫泡、水洗、上油、烘乾捲曲或加捻、定型、牽切後得到植物蛋白質長絲或短絲(工藝流程見附圖)。
其中的納米微晶纖維素是由棉、麻、木等纖維含量高的纖維經過酸水解得到，其表面有多羥基，在水介質中引發，將羥基引發為自由基，並能與蛋白、丙烯醯胺在室溫下完成反應聚合。由於採用納米微晶纖維素，與接枝共聚物產生化學鍵接合，它不會從聚合物中分離出來。
具體化學反應式如下①、接枝共聚反應 ②、水解反應部分醯胺基團轉化為丙烯酸基團，成為陰離子型聚丙烯醯胺 ③、烷基氨基甲醇反應
(R表示-CH3或C2H5)
④、接枝共聚物繼續與烷基氨基甲醇反應 (R表示-CH3或-C2H5)產品為蛋白質-(丙烯醯胺-丙烯酸鈉-二烷基氨甲基丙烯醯胺)n。
下面結合附圖及實施例進一步詳述本發明。


圖1是本發明的工藝流程圖。
如圖所示用植物蛋白作骨架，以納米Mc為引發劑，與丙烯醯胺接枝共聚，得到植物蛋白-丙烯醯胺接枝共聚物，以接枝共聚物為基礎聚合物與氫氧化鈉水解後，再與二烷基氨基甲醇進行陽離子反應，反應前或反應後加入助劑，其反應物配比和反應條件為(1)接枝反應植物蛋白∶丙烯醯胺∶水=1∶0.1～100∶10～5000(重量比)納米微晶纖維素0.0003克～0.1克/升反應溫度30～70℃反應時間0.5～24小時(2)水解反應丙烯醯胺∶氫氧化鈉=1∶0.03～0.3(重量比)反應溫度30～95℃反應時間0.5～24小時
(3)二烷基氨基甲醇的製備二甲胺∶二乙胺=100∶0～0∶100甲醛∶胺=1∶0.1～5(克分子比)反應溫度常溫反應時間0.2小時～12小時(4)陽離子反應接枝共聚物中丙烯醯胺支鏈∶甲醛=1∶0.1～5(克分子比)反應溫度30～70℃反應時間0.4～24小時加入助劑量為體系的0.1％～5％(重量比)反應前或反應後加入水溶性無機鹽或非離子表面活性劑，加入量為體系的0.1％～5％(重量比)。
本發明用植物蛋白與丙烯醯胺接枝共聚物體作基礎聚合物，它具有多羥基和醯胺基團，呈支化結構，適當地分散了絮凝功能團。引入陰離子基團後再進行陽離子化，不但使產品帶兩種功能團而擴大了應用範圍，而且引進的羧基使原來由於分子內醯胺基團之間氫鍵引起的分子捲曲狀伸展，有利於陽離子化反應的進行。此外，由於本發明用烷基氨基甲醇代替甲醛和二甲胺直接加入體系，避免了聚丙烯醯胺與甲醛的中 即大大減少或避免下面交聯的產生，產品穩定性好。交聯 本發明採用添加水溶性無機鹽或非離子表面活性劑是使產品粘度下降、流動性好，反應過程易於控制。調節防絲漿液的粘度為100泊-300泊。所述的無機鹽包括鉀、鈉、銨的硫酸鹽、碳酸鹽及其等同物，所述的非離子型表面活性劑包括聚氧乙烯烷基醚、聚乙二醇型非離子表面活性劑及多乙醇型非離子表面活性劑及其等同物。
本發明具有原料易得、生產成本低、工藝簡單、反應條件溫和、產品綜合性能好，可紡性能高、使用範圍廣等優點，是紡織行業物美價廉的高科技新材料。
實施例1蛋白質400g，加水2升，在80℃下糊化半小時，冷卻至50℃，加入納米Mc10g，通氮30分鐘，加入丙烯醯胺600g，反應2小時。然後加水1升，攪均勻。加入30％氫氧化鈉溶液120ml，反應1小時。預先把40％的二甲胺1920ml和37％甲醛228ml混和反應並冷卻至50℃，加入反應體系中，反應2小時。
實施例2蛋白質50g，加水500毫升，在95℃下糊化20分鐘，降溫至30℃，加入0.1mol/1KMnO4溶液100ml，通氮半小時，加入丙烯醯胺100g，反應24小時。60℃下加入30％NaOH20ml，反應2小時，加入30g硫酸鈉，攪拌均勻。降溫至40℃，加入預先把40％二甲胺19ml和60％二乙胺70ml、37％甲醛120ml混和反應產物，反應1小時。
實施例3將5kg氫氧化鈉溶於230升軟水中，加熱至45℃，將70kg蛋白在40℃軟水中漂洗，濾幹後得溼蛋白粉141kg。投入到上述氫氧化鈉溶液中，邊加邊攪拌，加熱溫度升至60℃，兩小時後，蛋白完全溶解於氫氧化鈉溶液，後降溫至48℃，加入納米mc0.8kg，同時按固體重量比蛋白∶丙烯醯胺為1∶0.13加入9kg丙烯醯胺，進行氨基甲醯乙基化反應5小時，經過多次過濾無雜質後，製得比重為1.066，固形物為19.1％蛋白紡絲液。
權利要求
1.一種植物蛋白質絲的製備方法，是以植物蛋白與丙烯醯胺為原料，以納米微晶纖維素為引發劑，進行接枝共聚，再進行改性，其特徵在於接枝共聚物與氫氧化鈉水解後與二烷基氨基甲醇進行陽離子反應，並加入助劑進行處理，製成紡絲原液，其具體反應物配比和反應條件是(1)接枝反應植物蛋白∶丙烯醯胺∶水=1∶0.1～100∶10～5000(重量比)納米微晶纖維素0.0003克～0.1克/升反應溫度30～70℃反應時間0.5～24小時(2)水解反應丙烯醯胺∶氫氧化鈉=1∶0.03～0.3(重量比)反應溫度30～95℃反應時間0.5～24小時(3)二烷基氨基甲醇的製備二甲胺∶二乙胺=100∶0～0∶100甲醛∶胺=1∶0.1～5(克分子比)反應溫度常溫反應時間0.2小時～12小時(4)陽離子反應接枝共聚物中丙烯醯胺支鏈∶甲醛=1∶0.1～5(克分子比)反應溫度30～70℃反應時間0.4～24小時加入助劑量為體系的0.1％～5％(重量比)
2.根據權利要求1所述的植物蛋白質絲的製備方法，其特徵在於所述的植物蛋白是從大豆或大豆粕中製取。
3.根據權利要求1所述的植物蛋白質絲的製備方法，其特徵在於所述的植物蛋白是從植物魯梅克絲或玉米中提取。
4.根據權利要求1所述的植物蛋白質絲的製備方法，其特徵在於所述的植物蛋白是從花生或棉籽粕中提取。
5.根據權利要求1所述的植物蛋白質絲的製備方法，其特徵在於所述的接枝共聚物是由植物蛋白與丙烯醯胺接枝共聚。
6.根據權利要求1所述的植物蛋白質絲的製備方法，其特徵在於所述的助劑包括無機鹽助劑或非離子型表面活性劑。
7.根據權利要求1所述的植物蛋白質絲的製備方法，其特徵在於所用的引發劑為納米微晶纖維素或高錳酸鉀。
全文摘要
本發明涉及一種植物蛋白質絲的製備方法,是由植物蛋白與丙烯醯胺為原料,以納米微晶纖維素為引發劑,進行接枝共聚,再進行改性,接枝共聚物與氫氧化鈉水解後與二烷基氨基甲醇反應,加入助劑,製成紡絲原液。其原料易得,生產成本低、工藝簡單、反應條件溫和,產品綜合性能好,可紡性能高,使用範圍廣,紡織行業物美價廉的高科技新材料。
文檔編號D01F4/00GK1308151SQ0110990
公開日2001年8月15日 申請日期2001年3月22日 優先權日2001年3月22日
發明者盧炳坤, 郭順江, 高政選, 郭玉玲 申請人:盧炳坤