本發(fā)明涉及化學(xué)纖維材料的制備，具體涉及仿真發(fā)絲及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、發(fā)制品是以人發(fā)或特種化纖絲為原材料，經(jīng)過一系列工序加工而成的假發(fā)制品，可分為發(fā)條、發(fā)套、發(fā)塊、配飾發(fā)等；以材質(zhì)劃分，可分為人發(fā)產(chǎn)品、化纖絲產(chǎn)品、人發(fā)與化纖絲混合產(chǎn)品等；主要用于發(fā)型妝飾、美容美發(fā)教學(xué)及彌補缺發(fā)、脫發(fā)等生理缺陷，滿足特種職業(yè)（如演藝、律師等行業(yè)）需求等。其中，絕大部分產(chǎn)品用于發(fā)型妝飾，具有準(zhǔn)必需品的時尚消費特征。
2、目前，假發(fā)纖維的制備材料主要來源于合成纖維，包括聚氯乙烯（pvc）纖維、聚對苯二甲酸乙二醇酯（pet）纖維、聚丙烯腈（pan）纖維等。中國發(fā)明專利cn112680810b在pvc樹脂中加入熱穩(wěn)定劑、潤滑劑等物質(zhì)，制備出光澤柔和、手感柔滑的仿真假發(fā)用pvc纖維組合物；中國發(fā)明專利cn115369515a將載銀膨潤土抗菌劑與改性聚酯樹脂相混合，擠出造粒后通過熔融紡絲制備了一種抗菌假發(fā)絲；中國發(fā)明專利cn113774519b將油酸修飾氟摻雜納米二氧化鈦、改性聚對苯二甲酸乙二醇酯-1,4-環(huán)已烷二甲醇酯（petg）、新戊二醇等物質(zhì)與聚對苯二甲酸乙二醇酯混合，制備出一種光澤性好、表面平滑的假發(fā)。中國發(fā)明專利cn114592346a公開了一種將大麻纖維進行預(yù)處理、離子液體整理等工序制得的佩戴舒適的麻纖維假發(fā)。中國發(fā)明專利cn110331463a將多孔聚合物填料粉末、納米石墨烯等物質(zhì)添加到聚丙烯腈中，通過溶液紡絲制備出一種透氣性和散熱性良好的發(fā)泡合成纖維。
3、在申請人檢索范圍內(nèi)，pvc假發(fā)纖維具有良好的自然阻燃性和卷曲性，但是蓬松性很差；pet假發(fā)纖維具有高模數(shù)、高強度和優(yōu)異的耐熱性但是阻燃性能很差；pan假發(fā)纖維外觀自然，阻燃性能好，常用于制備高檔假發(fā)產(chǎn)品，但生產(chǎn)成本較高，市場價格較高，并且光澤度太高，最主要的缺點是化學(xué)改性劑用量大、污染大、制備工藝復(fù)雜。這些合成纖維燃燒會產(chǎn)生熱熔化，導(dǎo)致皮膚灼傷，穿著時由于靜電刺激皮膚，容易導(dǎo)致皮膚過敏。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對以上合成纖維發(fā)絲的不足，本實驗采用來源廣泛、價格低廉、綠色環(huán)保的蛋白質(zhì)與強度高、耐磨損、耐腐蝕的聚乙烯醇（pva）以及具有抗紫外、抗污染、機械性能優(yōu)異且是黑色的羧基化氧化石墨烯納米增強材料進行共混紡絲，得到的再生蛋白纖維有效解決了傳統(tǒng)化纖發(fā)失真、不柔順；天然聚合物纖維發(fā)絲強度、模量低的問題。本發(fā)明制備過程簡單、經(jīng)濟、綠色環(huán)保、易于在連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。本發(fā)明的仿真發(fā)絲有以下成分構(gòu)成（本發(fā)明所涉及的組分含量均為質(zhì)量百分比）：聚乙烯醇60～90%、蛋白5～40%、交聯(lián)劑0.2～1%、阻燃劑0.8～2%?、抗菌劑0.1～1%以及0.1%～1%羧基化氧化石墨烯，各組分總量為100%。聚乙烯醇選擇聚合度1700以上的高醇解度產(chǎn)品，如1799型、2199型、2499型等。蛋白為大豆蛋白、角蛋白、牛奶蛋白、絲素蛋白。
2、為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
3、一種仿真發(fā)絲及其制備方法，具體制備過程包括如下幾個步驟：
4、步驟1?紡絲原液的制備：
5、（1）聚乙烯醇的水洗：將聚乙烯醇放置于一定量的水中，在室溫下攪拌1～2?h，將醋酸鈉等雜質(zhì)與低聚物去除；
6、（2）聚乙烯醇的溶解：將水洗后的聚乙烯醇與蒸餾水按照一定的比例混合，在96±2?℃下攪拌4-6?h，冷卻后得到聚乙烯醇水溶液；
7、（3）蛋白的溶解：將蛋白溶解到一定的水中，在50-60℃下攪拌1-2?h，冷卻后得到蛋白水溶液；
8、（4）紡絲原液的制備：將上述聚乙烯醇水溶液、蛋白水溶液在60～80℃共混，然后加入羧基化氧化石墨烯溶液，同時加入適量的交聯(lián)劑、阻燃劑、抗菌劑和甘油攪拌2?h左右，過濾、靜置、脫泡，最終得到均勻穩(wěn)定的紡絲溶液。
9、上述步驟中所得紡絲溶液中，聚乙烯醇含量為10%～20%，蛋白含量為0～10%，交聯(lián)劑含量為0～5%，阻燃劑含量為1～10%，抗菌劑含量為0～1%，羧基化氧化石墨烯含量為0～1%，水含量為50～90%，甘油含量為5～20%，各組分質(zhì)量百分比總量為100%。
10、上述步驟中，所述交聯(lián)劑為戊二醛、氯化鋁、四硼酸鈉、氧化鈦、植酸中的一種或多種混合。
11、上述步驟中，所述阻燃劑為磷酸三辛酯、磷酸三甲苯酯或者其他系列阻燃劑。
12、上述步驟中，所述抗菌劑為納米銀、納米銅、納米鋅、納米氧化物有機金屬框架負(fù)載型抗菌劑或有機季銨鹽類抗菌劑。
13、上述步驟中，聚乙烯醇選擇聚合度1700以上的高醇解度產(chǎn)品，如1799型、2199型、2499型等。蛋白為大豆蛋白、角蛋白、牛奶蛋白、絲素蛋白等。
14、步驟2?紡絲：將步驟1制備的紡絲原液經(jīng)過濕法紡絲制備為成品纖維，其工藝流程為：紡絲原液→凝固浴中擠出→牽伸→熱定型→縮醛化處理→水洗→上油→干燥→成品。
15、上述步驟中，所述凝固浴為飽和硫酸鈉水溶液，或者還添加了一定量的硫酸鋅的水溶液，溫度為35～45℃，纖維停留時間為30～90s。
16、上述步驟中，所述凝固浴為280～420?g/l的硫酸鈉水-甘油溶液，其中水和甘油的比例為5:1～1:1。
17、上述步驟中，所述凝固浴為280～420?g/l的硫酸鈉水溶液，或者還添加了10～60g/l氫氧化鈉的水溶液。
18、上述步驟中，所述熱拉伸定型，熱拉伸倍數(shù)0.5～5.5倍，熱定型溫度150～220℃，熱定型時間3～5min。
19、上述步驟中，所述縮醛化組成為甲醛25～50?g/l、硫酸160～200?g/l、硫酸鈉120～180?g/l，縮醛化溫度60～80℃，時間10～20min。
20、上述步驟中，噴絲孔徑為0.4～0.7?mm，擠出速度0.3?ml/min。
21、本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果：
22、1、本發(fā)明選擇濕法紡絲，制備過程簡單、經(jīng)濟、易于在連續(xù)工業(yè)生產(chǎn)中實現(xiàn)。
23、2、本發(fā)明聚乙烯醇再生蛋白纖維表面光滑柔順，強度優(yōu)異，有效的解決了傳統(tǒng)化纖失真，天然聚合物纖維強度、模量低的問題。
24、3、本發(fā)明仿真發(fā)絲，紡絲液中加入甘油，由于甘油與聚乙烯醇羥基的作用，制備的絲條可以拉伸更高的倍數(shù)，纖維力學(xué)性能更佳，耐熱性更好，同時加入氧化石墨烯，制備的仿真絲懸垂感好，具有真發(fā)的光澤。
25、4、本發(fā)明在凝固液中加入甘油或氫氧化鈉，解決了纖維截面由于成形速度過快而形成非圓形截面的問題。
1.一種仿真發(fā)絲及其制備方法，包括以下步驟：室溫下將聚乙烯醇放在水中攪拌1～2h，去除醋酸鈉等雜質(zhì)與低聚物；將上述聚乙烯醇與蒸餾水按照一定的比例混合，在96±2℃下攪拌4-6?h，冷卻后得到聚乙烯醇水溶液；將蛋白溶解到一定的水中，在50-60℃下攪拌1-2?h，冷卻后得到蛋白水溶液；?將上述聚乙烯醇水溶液、蛋白水溶液在60～80℃共混，然后加入go-cooh溶液，同時加入適量的交聯(lián)劑、阻燃劑、抗菌劑和甘油攪拌2?h左右，過濾、靜置、脫泡后得到紡絲溶液；將上述制備的紡絲原液在凝固浴中經(jīng)過拉伸成型等步驟制備成成品纖維，其工藝流程為：紡絲原液→凝固浴中擠出→牽伸→熱定型→縮醛化處理→水洗→上油→干燥→成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真發(fā)絲制備方法，其特征在于，聚乙烯醇含量為10～20%，蛋白含量為1～10%，交聯(lián)劑含量為0～5%，阻燃劑含量為1～10%，抗菌劑含量為0～1%，羧基化氧化石墨烯含量為0～1%，水含量為50～90%，甘油含量為5～20%，各組分總量為100%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真發(fā)絲制備方法，其特征在于，所述凝固浴為飽和硫酸鈉水溶液，或者還添加了一定量的硫酸鋅的水溶液，溫度為35～45℃，纖維停留時間為30～90s。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真發(fā)絲制備方法，其特征在于，所述熱定型的熱拉伸倍數(shù)為0.5～3倍，熱定型溫度150～220℃，熱定型時間3～5min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿真發(fā)絲制備方法，其特征在于，在凝固浴中擠出中，噴絲孔徑為0.4～0.7?mm，擠出速度0.3?ml/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真發(fā)絲制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為戊二醛、氯化鋁、四硼酸鈉、氧化鈦中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真發(fā)絲制備方法，其特征在于，所述阻燃劑為磷酸三辛酯、磷酸三甲苯酯或者其他系列阻燃劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真發(fā)絲制備方法，其特征在于，所述抗菌劑納米銀、納米銅、納米鋅、納米氧化物或有機季銨鹽類抗菌劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真發(fā)絲制備方法，其特征在于，聚乙烯醇選擇聚合度1700以上的高醇解度產(chǎn)品，如1799型、2199型、2499型等；蛋白為大豆蛋白、角蛋白、牛奶蛋白、絲素蛋白等。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿真發(fā)絲制備方法，其特征在于，在縮醛化處理中，所述縮醛液組成為甲醛25～50?g/l、硫酸160～200?g/l、硫酸鈉120～180?g/l，縮醛化溫度60～80℃，時間10～20min。