專利名稱：蛋白質(zhì)聚丙烯腈復(fù)合纖維及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用大豆蛋白、角蛋白與丙烯腈、聚丙烯腈為原料制造蛋白質(zhì)聚丙烯腈復(fù)合纖維的方法利用天然蛋白質(zhì)制造再生蛋白質(zhì)纖維，是化學(xué)纖維領(lǐng)域一直尋求解決的問(wèn)題。但目前成功的實(shí)例很少，且多是蛋白質(zhì)與合成高分子材料的復(fù)合纖維。例如一個(gè)成功的實(shí)例是日本東洋紡公司開(kāi)發(fā)的叫做“ッノン”(欣儂)纖維的牛奶蛋白絲，是由約40wt％的牛奶酪蛋白和60wt％的丙烯腈共聚的復(fù)合纖維。在我國(guó)已公開(kāi)專利，如申請(qǐng)?zhí)?5111366.6、96116532.4、94114071.7中分別提供了以蠶蛹蛋白、牛奶蛋白、蠶絲蛋白與合成高分子原料丙烯腈、聚丙烯腈共混、共聚復(fù)合纖維的制造方法。
本發(fā)明的目的是尋求一種利用來(lái)源充分、價(jià)格低廉的蛋白質(zhì)原料與聚丙烯腈制造復(fù)合纖維的制備方法。
本發(fā)明中使用的蛋白質(zhì)是以主要用于飼料生產(chǎn)的大豆粕或利用價(jià)值較低動(dòng)物毛發(fā)提取，其原料來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，與牛奶蛋白、蠶絲蛋白相比可降低生產(chǎn)成本10％以上。
本發(fā)明的蛋白質(zhì)聚丙烯腈復(fù)合纖維，用大豆粕或毛發(fā)提取蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)與聚丙烯腈共混、濕法紡絲的方法制得。該纖維中低比例的蛋白質(zhì)組分均勻分布在高比例組分聚丙烯腈中，其中蛋白質(zhì)組分的含量為10-40％(wt％)，聚丙烯腈的含量為60-90％(wt％)。
大豆蛋白質(zhì)的提取利用大豆分離蛋白行業(yè)已知的方法，用酸堿沉淀法從大豆粕中提取。
毛發(fā)蛋白質(zhì)的提取以動(dòng)物毛發(fā)、禽類羽毛為原料。首先對(duì)原料毛發(fā)進(jìn)行人工挑選，除去毛發(fā)中的沙石、金屬及較大的植物性雜質(zhì)；切斷成3-5毫米；再用洗滌劑(純堿、毛能靜)溶液在40-60℃條件下，按毛發(fā)與溶液重量比1∶15至1∶20混合，攪拌洗滌30-60分鐘；過(guò)濾出毛發(fā)，水洗后甩干，得凈化的毛發(fā)。工業(yè)生產(chǎn)中可使用毛紡行業(yè)已知的除雜、炭化工藝進(jìn)行處理。凈化后的毛發(fā)可利用毛紡行業(yè)已知的氧化還原漂白原理進(jìn)行漂白處理。漂白后的毛發(fā)加入4-8％(wt％)的NaOH溶液中，浴比為1∶15-20，溶解溫度為20-80℃，攪拌溶解1小時(shí)以上至毛發(fā)完全溶解，過(guò)濾，濾液溫度降至室溫后加入稀鹽酸，調(diào)整溶液PH＝4.5-5.0(角蛋白的等電點(diǎn))，室溫下靜止12-24小時(shí)使角蛋白沉淀析出，棄去上層清液，離心分離制得角蛋白質(zhì)。
按蛋白質(zhì)10-40份，聚丙烯腈60-90份的比例(重量比)，加入60-80％(wt％)的NaSCN水溶液中，攪拌，加熱至40-80℃，溶解1-3小時(shí)，過(guò)濾，脫泡4-8小時(shí)，制成含蛋白質(zhì)和聚丙烯腈10-30％(wt％)的紡絲原液。
或者按蛋白質(zhì)10-40份，聚丙烯腈60-90份的比例(重量比)，加入60-80％(wt％)的ZnCl2水溶液中，攪拌，加熱至40-80℃，溶解1-3小時(shí)，過(guò)濾，脫泡4-8小時(shí)，制成含蛋白質(zhì)和聚丙烯腈10-30％(wt％)的紡絲原液。
上述方法得到的紡絲原液，即可按腈綸紡絲方法進(jìn)行濕法紡絲。
本發(fā)明的蛋白質(zhì)聚丙烯腈共混復(fù)合纖維，其原料大豆粕、毛發(fā)來(lái)源廣、價(jià)值低，濕法紡絲生產(chǎn)工藝不需要改變腈綸廠常規(guī)的腈綸生產(chǎn)工藝路線，工藝簡(jiǎn)單，加工成本低，易于工業(yè)化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
本發(fā)明制得的蛋白質(zhì)聚丙烯腈復(fù)合纖維，其物理、機(jī)械性能符合常規(guī)服用纖維的要求，吸濕性能與腈綸相比大大提高，吸濕速度加快，透氣性能提高，纖維的抗靜電性能增強(qiáng)，染色性能也大大改善。
下述實(shí)施例，將進(jìn)一步闡述本發(fā)明，實(shí)施例中所用的比例或百分比均指總量比。
實(shí)施例一大豆粕與50℃軟化水按1∶10比例混合、攪拌，加15％NaOH溶液調(diào)PH＝11-12，攪拌浸提30-60分鐘，使可溶性蛋白質(zhì)等溶解出來(lái)，用離心機(jī)分離出蛋白質(zhì)溶液。在蛋白質(zhì)溶液中緩慢加入稀鹽酸，同時(shí)攪拌，調(diào)PH＝4.5-4.7，使大豆蛋白質(zhì)沉淀析出，經(jīng)離心分離，水洗得純度90％以上的分離大豆蛋白。
稱取上述大豆蛋白1kg(干重)、聚丙烯腈4kg，加入28.3千克70％的NaSCN水溶液中，攪拌，加熱至70℃，溶解2小時(shí)，過(guò)濾，脫泡，制成含蛋白質(zhì)和聚丙烯腈15±0.5％的紡絲原液，用濕法紡絲制成大豆蛋白質(zhì)聚丙烯腈復(fù)合纖維。
實(shí)施例二毛發(fā)用人工挑選，除去沙石、金屬及較大的植物性雜質(zhì)；切斷成3-5毫米；再用毛能靜溶液在40℃條件下，按毛發(fā)與溶液重量比1∶15混合，攪拌洗滌60分鐘；過(guò)濾出毛發(fā)，水洗后甩干，得凈化的毛發(fā)。
凈化后的毛發(fā)用H2O2和Na2S2O4，按毛紡行業(yè)已知的氧化還原漂白方法進(jìn)行漂白處理。
漂白后的毛發(fā)加入5％的NaOH溶液中，浴比為1∶15，加熱至70℃，攪拌溶解1小時(shí)至毛發(fā)完全溶解，過(guò)濾，濾液溫度降至室溫后加入稀鹽酸，調(diào)整溶液PH＝4.5-5.0，室溫下靜止12小時(shí)使角蛋白沉淀析出，棄去上層清液，離心分離制得角蛋白質(zhì)。
稱取角蛋白質(zhì)1.5kg(干重)，聚丙烯腈3.5kg，加入28.3千克75％的ZnCl2水溶液中，攪拌，加熱至80℃，溶解2小時(shí)，過(guò)濾，脫泡8小時(shí)，制成含蛋白質(zhì)和聚丙烯腈15±0.5％的紡絲原液，用濕法紡絲制成角蛋白質(zhì)聚丙烯腈復(fù)合纖維。
權(quán)利要求
1.一種蛋白質(zhì)聚丙烯腈復(fù)合纖維，其特征在于它由蛋白質(zhì)和聚丙烯腈原料共混而成，纖維中蛋白質(zhì)均勻分布在聚丙烯腈中，蛋白質(zhì)組分含量為10-40％(wt％)，聚丙烯腈組分含量為60-90％(wt％)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于蛋白質(zhì)是以大豆粕為原料提取的大豆分離蛋白。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于蛋白質(zhì)是以動(dòng)物毛發(fā)或禽類羽毛為原料提取的角蛋白。
4.一種蛋白質(zhì)聚丙烯腈復(fù)合纖維的制造方法，其特征在于以大豆粕或毛發(fā)為原料提取蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)與聚丙烯腈共混溶解；濕法紡絲制成纖維。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述，其特征在于可以使用60-80％(wt％)的NaSCN水溶液溶解蛋白質(zhì)和聚丙烯腈。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述，其特征在于溶解蛋白質(zhì)和聚丙烯腈的溶劑，可以使用60-80％(wt％)的ZnCl2水溶液代替。
全文摘要
一種蛋白質(zhì)聚丙烯腈復(fù)合纖維及其制造方法。纖維中蛋白質(zhì)均勻分布在聚丙烯腈中,蛋白質(zhì)組分含量為10－40%,聚丙烯腈組分含量為60－90%。本發(fā)明用溶液共混,濕法紡絲法,制得蛋白質(zhì)改性的聚丙烯腈纖維,步驟為:以大豆粕或毛發(fā)為原料提取蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)與聚丙烯腈共混溶解,濕法紡絲。本發(fā)明制成的蛋白質(zhì)聚丙烯腈復(fù)合纖維,其原料大豆粕、毛發(fā)來(lái)源廣、價(jià)值低,濕法紡絲生產(chǎn)工藝不需要改變腈綸廠常規(guī)的腈綸生產(chǎn)工藝路線,工藝簡(jiǎn)單,加工成本低,易于工業(yè)化生產(chǎn),經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)D01F8/08GK1370859SQ02109229
公開(kāi)日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者陳福庫(kù), 范偉杰, 孫邦慶, 祖志東 申請(qǐng)人:陳福庫(kù)