出售专利\\t 2016103198121 一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维

专利转让页面出售专利--姓名:刘小龙--专利号:CN201510319461.X--申请人:北京东方百泰生物科技有限公司 --其他要求:一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维 技术领域： 本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳 酸纤维。 背景技术： 随着科技与社会的发展，化学、高分子与纳米技术得到迅速的发展，然而以传统 的化学方式生产的化学纤维对环境和资源造成了很大的负担，因此为了社会的可持续 发展，保护环境和使用再生资源日益受到人们的关注。在纺织领域，人们对纤维不仅 要求服用性佳，色泽亮丽新颖，还要求绿色环保，亲肤舒适。 聚乳酸纤维，又称玉米纤维、PLA纤维，是以玉米、小麦等淀粉发酵转化的乳酸 作为原料，由单体乳酸环化二聚合成丙交酯，丙交酯再开环聚合合成，也可由乳酸直 接聚合，熔融纺丝形成纤维。聚乳酸纤维因完全不使用石油化工等原料，生产加工时 能耗少，污染少，而且生物降解和燃烧时不产生一氧化碳有毒气体，是最具发展前景 的绿色纤维之一。 蚕丝是一种天然蛋白，具有优良的机械性和亲肤性能，素来被称为纤维皇后，而 且蚕丝的加工性能好，可根据不同目的被制作成纤维、粉末、凝胶、溶液、薄膜等多 种形式，作为基材或者添加剂提高复合材料的功能性。 目前市场上的玉米蛋白纤维是从动植物中提取蛋白质作为原料，与聚乳酸纤维共 混、交联、接枝后形成纺丝液，最后经纺丝、固化、牵伸、干燥、卷曲、定型等工艺 得到的纤维。这类纤维材料的可加工性和力学强度较弱，实用性差。 中国文献( 丝素聚乳酸共混纤维性能研究 ，顾伟，苏州大学硕士论文，2006 年5月15日)公开的丝素聚乳酸共混纤维是将丝素成膜后与干燥的聚乳酸颗粒溶于 HFIP溶剂，经振荡溶解、过滤、真空消泡后得到纺丝液，经湿法纺丝、热定形、定形 得到丝素聚乳酸共混纤维。该方法制备的丝素聚乳酸共混纤维与再生丝素纤维相比强 度和伸长小，共混纤维中随着聚乳酸比重的提高，断裂强度和断裂伸长呈递减趋势。 中国专利CN 104530670A(公开日2015.4.22)公开的一种蚕丝蛋白\/聚乳酸共混物材 料及其熔融共混制备方法，将蚕丝蛋白、聚乳酸、蚕丝蛋白与聚乳酸共聚物进行高速 混合，经加热熔融混合得到聚乳酸与丝素蛋白的共混物，再经挤出造粒后得到蚕丝蛋 白\/聚乳酸共混材料，该方法制备的蚕丝蛋白与聚乳酸共混物的形态为粒状，功能性 受到很大限制，不能用作纺织纤维。 发明内容： 本发明要解决的技术问题是提供一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维， 将丝素蛋白水溶液、DL-丙交酯和聚乙二醇作为原料丝素蛋白改性的聚乳酸溶液，再 将经辐照预处理的蚕丝聚乳酸复合纱浸入得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤 维。本方法制备的含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维的机械强度好，绿色亲 肤，服用性好。 为解决上述技术问题，本发明的技术方案是： 一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维，其特征在于，所述含丝素蛋白改 性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维中包括丝素蛋白和聚乳酸，所述丝素蛋白的物理形态为液 体和纤维，所述聚乳酸的物理形态未液体和纤维，所述丝素聚乳酸纤维中丝素蛋白的 质量分数为30-60％。 作为上述技术方案的优选，所述含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维含有皮 层和芯层，所述芯层为蚕丝聚乳酸复合纱，所述皮层为丝素蛋白改性的聚乳酸，所述 皮层和芯层之间通过化学键和氢键连接。 本发明还提供了一种含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维的制备方法，包括 以下步骤： (1)将蚕丝经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的蚕丝纤维，将预处理 的蚕丝纤维溶解透析处理后形成丝素蛋白水溶液，将丝素蛋白水溶液中加入DL-丙交 酯和聚乙二醇，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶液； (2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与5-8根聚乳酸纤维平行排列集束， 并加捻形成蚕丝聚乳酸复合纱； (3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱经辐照预处理后，立即进入步骤(1) 制备的丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中振荡浸渍，取出烘干，超声水洗后，干燥得到含 丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。 作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，预处理的蚕丝纤维为连续纤维，蚕 丝纤维的纤度为20\/22D。 作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，丝素蛋白水溶液中丝素蛋白的相对 分子质量为10000-25000，丝素蛋白水溶液中丝素蛋白的质量分数为2-10％。 作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，丝素蛋白水溶液、DL-丙交酯和聚 乙二醇的体积比为80-100:3-5:2-6。 作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，聚乳酸纤维的纤度为2-5D。 作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，加捻的捻度为400-1200捻\/10cm。 作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，辐照预处理为10-20kGy强度下辐 射3-5min。 作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，振荡浸渍的温度为35-40℃，振荡 浸渍的时间为15-30min。 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： (1)聚乳酸纤维轻柔滑腻，柔顺悬垂，吸湿透气，丝般柔和舒适，机械强度好， 而且耐热性能和抗紫外性能优异，蚕丝是一种性能优良的纤维材料，蚕丝含有的丝素 蛋白也是一种纯天然的蛋白质，与胶原蛋白类似，对人体的生物相容性佳，亲肤性 好，将两者相结合制备的丝素聚乳酸纤维的性能优良，绿色环保，亲肤舒适。 (2)本发明制备的丝素聚乳酸纤维为皮芯结构，芯层为蚕丝聚乳酸复合纱，芯层 使用蚕丝纤维和聚乳酸纤维作为原料，首先保证了丝素聚乳酸纤维的原料的纯度，只 含有丝素蛋白和聚乳酸，而且通过将蚕丝纤维与聚乳酸纤维复合形成复合纱可保证丝 素聚乳酸纤维的机械性好，避免出现混纺纤维机械强度低下的问题。 (3)本发明制备的丝素聚乳酸纤维为皮芯结构，皮层为丝素蛋白改性的聚乳酸， 丝素蛋白改性的聚乳酸中既含有丝素蛋白又含有聚乳酸，即既含有丝素蛋白嵌段又含 有聚乳酸嵌段，因此对芯层的蚕丝纤维和聚乳酸纤维都具有亲和性，有利于在皮层和 芯层之间形成化学键和氢键，保证皮芯结构之间的牢固，而且芯层的蚕丝聚乳酸复合 纱的表面经过预辐射处理，活化了纤维的表面，更加有利于与皮层的丝素蛋白改性的 聚乳酸相结合形成稳定的连接。 (4)本发明制备的含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维中只含有丝素蛋白和 聚乳酸两种原料，制备的丝素聚乳酸纤维与常规的蚕丝聚乳酸复合纱和单纯丝素聚乳 酸纤维相比材料分布更均一，性能能加稳定，机械强度更高，生物相容性更好，使用 范围更加广泛，绿色环保，可用于纺织和医疗领域。 具体实施方式： 下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明 用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。 实施例1： (1)将20\/22D的蚕丝连续纤维经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的 蚕丝纤维，将预处理的蚕丝纤维溶解透析处理后形成质量分数为2％的丝素蛋白水溶 液，其中丝素蛋白的相对分子质量为10000，然后将体积份为80的丝素蛋白水溶液中 加入3份的DL-丙交酯和2份的聚乙二醇中，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶 液。 (2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与5根2D的聚乳酸纤维平行排列集束， 并加捻400捻\/10cm形成蚕丝聚乳酸复合纱。 (3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱在10kGy强度下辐照预处理3min后， 立即进入步骤(1)制备的丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中35℃下振荡浸渍15min，取出 烘干，超声水洗后，干燥得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。 实施例2： (1)将20\/22D的蚕丝连续纤维经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的 蚕丝纤维，将预处理的蚕丝纤维溶解透析处理后形成质量分数为10％的丝素蛋白水溶 液，其中丝素蛋白的相对分子质量为25000，然后将体积份为100的丝素蛋白水溶液中 加入5份的DL-丙交酯和6份的聚乙二醇中，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶 液。 (2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与8根5D的聚乳酸纤维平行排列集束， 并加捻1200捻\/10cm形成蚕丝聚乳酸复合纱。 (3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱在20kGy强度下辐照预处理5min后， 立即进入步骤(1)制备的丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中40℃下振荡浸渍30min，取出 烘干，超声水洗后，干燥得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。 实施例3： (1)将20\/22D的蚕丝连续纤维经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的 蚕丝纤维，将预处理的蚕丝纤维溶解透析处理后形成质量分数为5％的丝素蛋白水溶 液，其中丝素蛋白的相对分子质量为20000，然后将体积份为90的丝素蛋白水溶液中 加入4份的DL-丙交酯和3份的聚乙二醇中，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶 液。 (2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与6根4D的聚乳酸纤维平行排列集束， 并加捻600捻\/10cm形成蚕丝聚乳酸复合纱。 (3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱在15kGy强度下辐照预处理4min后， 立即进入步骤(1)制备的丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中37℃下振荡浸渍20min，取出 烘干，超声水洗后，干燥得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。 实施例4： (1)将20\/22D的蚕丝连续纤维经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的 蚕丝纤维，将预处理的蚕丝纤维溶解透析处理后形成质量分数为8％的丝素蛋白水溶 液，其中丝素蛋白的相对分子质量为15000，然后将体积份为85的丝素蛋白水溶液中 加入3份的DL-丙交酯和5份的聚乙二醇中，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶 液。 (2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与7根3D的聚乳酸纤维平行排列集束， 并加捻800捻\/10cm形成蚕丝聚乳酸复合纱。 (3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱在10kGy强度下辐照预处理5min后， 立即进入步骤(1)制备的丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中35℃下振荡浸渍25min，取出 烘干，超声水洗后，干燥得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。 实施例5： (1)将20\/22D的蚕丝连续纤维经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的 蚕丝纤维，将预处理的蚕丝纤维溶解透析处理后形成质量分数为6％的丝素蛋白水溶 液，其中丝素蛋白的相对分子质量为13000，然后将体积份为100的丝素蛋白水溶液中 加入3份的DL-丙交酯和5份的聚乙二醇中，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶 液。 (2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与5根5D的聚乳酸纤维平行排列集束， 并加捻1000捻\/10cm形成蚕丝聚乳酸复合纱。 (3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱在10kGy强度下辐照预处理5min后， 立即进入步骤(1)制备的丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中35℃下振荡浸渍15min，取出 烘干，超声水洗后，干燥得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。 实施例6： (1)将20\/22D的蚕丝连续纤维经煮沸脱胶，洗涤干净后室温晾干得到预处理的 蚕丝纤维，将预处理的蚕丝纤维溶解透析处理后形成质量分数为10％的丝素蛋白水溶 液，其中丝素蛋白的相对分子质量为10000，然后将体积份为80的丝素蛋白水溶液中 加入5份的DL-丙交酯和5份的聚乙二醇中，搅拌反应得到丝素蛋白改性的聚乳酸溶 液。 (2)将步骤(1)制备的预处理的蚕丝纤维与6根4D的聚乳酸纤维平行排列集束， 并加捻1000捻\/10cm形成蚕丝聚乳酸复合纱。 (3)将步骤(2)制备的蚕丝聚乳酸复合纱在20kGy强度下辐照预处理3min后， 立即进入步骤(1)制备的丝素蛋白改性的聚乳酸溶液中40℃下振荡浸渍15min，取出 烘干，超声水洗后，干燥得到含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维。 经检测，实施例1-6制备的含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维以及现有技 术的蚕丝聚乳酸复合纱与丝素聚乳酸纤维的丝素的含量、直径、断裂强力、断裂伸长 率的结果如下所示： 由上表可见，本发明制备的含丝素蛋白改性聚乳酸的丝素聚乳酸纤维的机械强度 远优于现有技术的蚕丝聚乳酸复合纱与丝素聚乳酸纤维，因此使用范围广泛。 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改 变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术 思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。