CN102220650A - 大豆蛋白纤维及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大豆蛋白纤维及其制备方法。它是将大豆蛋白、尿素、亚硫酸钠、蒸馏水加入带有搅拌器的反应釜中在50℃下处理2h；然后升温至85℃处理1h；调节温度到70℃，加入引发剂2~6份，引发10min后，加入接枝单体10~80份在50~90℃下反应1~5h，得到纺丝原液；再喷丝，将纺丝原液经过滤、脱泡后，采用直径为0.1mm～0.5mm的喷丝头喷入燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在50～70℃下干燥而得的。它细度细、比重轻、强伸度高、耐酸耐碱性强、吸湿导湿性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种大豆蛋白纤维及其制备方法，属于含大豆蛋白材料的组合物技术领域。
背景技术
目前世界人均纤维消费量为8kg，今后仍将有所提高，据联合国最新预测，到2050年世界人口将达到90亿，纤维总需求量将达到0.9～1亿吨左右。纤维消耗量之大促进了纤维业的快速发展，而随着科学技术的发展和人类生活水平的提高，人们对服装提出了穿着舒适、美观、保健的要求，因而各类新型纤维及其纺织品不断涌现，如牛奶纤维、竹纤维、壳聚糖纤维等，各具有良好的性能，颇受消费者喜爱，市场前景不可估量。
发明内容
本发明的目的是提供一种以天然大豆蛋白为原料，生产大豆蛋白纤维的方法，为可再生资源大豆蛋白的大规模开发利用服务，促进我国纤维纺织业的多元化发展。
本发明的技术方案是：
一种大豆蛋白纤维，它是将重量份配比为：大豆蛋白15~60份、尿素30~110份、亚硫酸钠2~6份、蒸馏水200~500份加入带有搅拌器的反应釜中在50℃下处理2h；然后升温至85℃处理1h；调节温度到70℃，加入引发剂2~6份，引发10min后，加入接枝单体10~80份在50~90℃下反应1~5h，得到纺丝原液；再喷丝，将纺丝原液经过滤、脱泡后，采用直径为0.1mm～0.5mm的喷丝头喷入燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在50～70℃下干燥0.5～1h而得的。
大豆蛋白是从豆粕中提取出来，主要以直径为5~20μm的蛋白球状体结构存在于大豆中。
所述的大豆蛋白的前处理为30~110份的尿素和2~6份的亚硫酸钠的组合，目的为破坏大豆蛋白的次级键，使其分子链舒展开来。
所述的引发剂选用高锰酸钾，过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和其他过硫酸盐，过氧化氢、过氧化月桂酰和其他过氧化物的一种或两种以上任意组合。
所述的接枝单体选用丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、苯
乙烯，和含有烯键的酸类或酯类中的一种或两种以上的任意组合。
本大豆蛋白纤维的制备方法：
尿素前处理，按重量比取大豆蛋白15~60份，尿素30~110份，亚硫酸钠2~6份，蒸馏水200~500份于反应釜中50℃下处理2h，升温至85℃处理1h。
接枝共聚，降温至70℃，加入2~6份的引发剂引发10min，然后加入10~80份的接枝共聚单体在50~90℃下反应1~5个小时，得到纺丝原液。
喷丝，将纺丝原液经过滤、脱泡后，采用直径为0.1mm～0.5mm的喷丝头喷入燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在50～70℃下干燥0.5～1h即得到大豆蛋白纤维。
本发明的有益效果：
大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维类，是以废弃的大豆豆粕为原料，提取出豆粕中的大豆蛋白，通过添加功能性助剂，与乙烯基高聚物接枝，制成一定浓度的蛋白质纺丝液，改变蛋白质空间结构，经湿法纺丝而成。纤维主要由大豆蛋白组成，本身容易降解，而且具有细度细、比重轻、强伸度高、耐酸耐碱性强、吸湿导湿性好等优点。纤维本身有着羊绒般的柔软手感，蚕丝般的柔和光泽，棉的保暖性和良好的亲肤性等优良性能，是服装纺织、卫生保健用品、医疗和环保用品等的理想面料。然而，由于大豆蛋白复杂的空间结构，以其为原料的新材料的关键技术和新产品研发存在以下主要问题： 吸水性太强：由于内部大量亲水基团的存在，大豆蛋白的亲水性较强，限制了其在服饰纺织等方面的应用；
刚性太强：大豆蛋白纤维存在刚性太强的特点，喷丝后容易断裂。
本发明以大豆蛋白为原料，通过大豆蛋白接枝共聚的关键技术，使其大量次级键被破坏，分子由紧密卷曲型转化为线性高聚物。由于引入的单体与大豆蛋白内部亲水性基团反应，分子的亲水性大大降低。接枝单体有具有部分增塑的效果，降低了产品的刚性，使其更好喷丝成型。
具体实施方式
本发明由以下具体实施措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
实施例1：按质量比取大豆蛋白15份，尿素30份，亚硫酸钠2份，蒸馏水200份，在55℃下处理2h，然后升温85℃处理1h；调节温度为70℃，加入2份过硫酸铵引发10min，然后加入丙烯酸甲酯10份，在90℃的条件下反应1h，得到纺丝原液；喷丝，将纺丝原液过滤、脱泡后，采用直径为0.10mm的喷丝头喷入干燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在50℃下干燥0.5h即得大豆蛋白纤维。
实施例2：按质量比取大豆蛋白20份，尿素40份，亚硫酸钠2.5份，蒸馏水200份，在55℃下处理2h，然后升温85℃处理1h；调节温度为70℃，加入2.5份高锰酸钾引发10min，然后加入丙烯酸甲酯20份，在80℃的条件下反应1.5h，得到纺丝原液；喷丝，将纺丝原液过滤、脱泡后，采用直径为0.25mm的喷丝头喷入干燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在60℃下干燥0.5h即得大豆蛋白纤维。
实施例3：按质量比取大豆蛋白25份，尿素45份，亚硫酸钠3份，蒸馏水300份，在55℃下处理2h，然后升温85℃处理1h；调节温度为70℃，加入3份过硫酸钠引发10min，然后加入丙烯酰胺30份，在75℃的条件下反应2h，得到纺丝原液；喷丝，将纺丝原液过滤、脱泡后，采用直径为0.50mm的喷丝头喷入干燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在70℃下干燥1h即得大豆蛋白纤维。
实施例4：按质量比取大豆蛋白30份，尿素60份，亚硫酸钠3.5份，蒸馏水300份，在55℃下处理2h，然后升温85℃处理1h；调节温度为70℃，加入3.5份过氧化氢引发10min，然后加入甲基丙烯酸甲酯10份和丙烯酸甲酯30份，在70℃的条件下反应2.5h，得到纺丝原液；喷丝，将纺丝原液过滤、脱泡后，采用直径为0.50mm的喷丝头喷入干燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在50℃下干燥1h即得大豆蛋白纤维。
实施例5：按质量比取大豆蛋白40份，尿素80份，亚硫酸钠4份，蒸馏水400份，在55℃下处理2h，然后升温85℃处理1h；调节温度为70℃，加入2份过硫酸铵和2份过氧化月桂酰引发10min，然后加入苯乙烯50份，在65℃的条件下反应3h，得到纺丝原液；喷丝，将纺丝原液过滤、脱泡后，采用直径为0.25mm的喷丝头喷入干燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在60℃下干燥0.5h即得大豆蛋白纤维。
实施例6：按质量比取大豆蛋白50份，尿素90份，亚硫酸钠5份，蒸馏水400份，在55℃下处理2h，然后升温85℃处理1h；调节温度为70℃，加入2份高锰酸钾和3份过硫酸铵引发10min，然后加入30份丙烯酸和30份甲基丙烯酸，在60℃的条件下反应4h，得到纺丝原液；喷丝，将纺丝原液过滤、脱泡后，采用直径为0.10mm的喷丝头喷入干燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在70℃下干燥1h即得大豆蛋白纤维。
实施例7：按质量比取大豆蛋白55份，尿素100份，亚硫酸钠5.5份，蒸馏水500份，在55℃下处理2h，然后升温85℃处理1h；调节温度为70℃，加入5.5份过硫酸钾引发10min，然后加入70份乙酸乙烯酯，在55℃的条件下反应4.5h，得到纺丝原液；喷丝，将纺丝原液过滤、脱泡后，采用直径为0.25mm的喷丝头喷入干燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在60℃下干燥0.5h即得大豆蛋白纤维。
实施例8：按质量比取大豆蛋白60份，尿素110份，亚硫酸钠6份，正硫酸500份，在55℃下处理2h，然后升温85℃处理1h；调节温度为70℃，加入1.5份过氧化氢和4.5份过硫酸钠引发10min，然后加入30份丙烯酸甲酯和50份甲基丙烯酸甲酯，在50℃的条件下反应5h，得到纺丝原液；喷丝，将纺丝原液过滤、脱泡后，采用直径为0.10mm的喷丝头喷入干燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在70℃下干燥1h即得大豆蛋白纤维。
Claims (6)
1.一种大豆蛋白纤维，其特征是，它是将重量份配比为：大豆蛋白15~60份、尿素30~110份、亚硫酸钠2~6份、蒸馏水200~500份加入带有搅拌器的反应釜中在50℃下处理2h；然后升温至85℃处理1h；调节温度到70℃，加入引发剂2~6份，引发10min后，加入接枝单体10~80份在50~90℃下反应1~5h，得到纺丝原液；再喷丝，将纺丝原液经过滤、脱泡后，采用直径为0.1mm～0.5mm的喷丝头喷入燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在50～70℃下干燥0.5～1h而得的。
2.根据权利要求1所述的大豆蛋白纤维，其特征是，所用的大豆蛋白是从豆粕中提取出来，主要以直径为5~20μm的蛋白球状体结构存在于大豆中。
3.根据权利要求1所述的大豆蛋白纤维，其特征是，大豆蛋白的前处理为30~110份的尿素和2~6份的亚硫酸钠的组合，目的为破坏大豆蛋白的次级键，使其分子链舒展。
4.根据权利要求1所述的大豆蛋白纤维，其特征是，所述的引发剂选用高锰酸钾，过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠和其他过硫酸盐，过氧化氢、过氧化月桂酰中的一种或两种以上任意组合。
5.根据权利要求1所述的大豆蛋白纤维，其特征是，所述的接枝单体选用丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯，和含有烯键的酸类或酯类中的一种或两种以上的任意组合。
6.权利要求1所述的大豆蛋白纤维的制备方法，其步骤是：
第一步：尿素前处理，按重量比取大豆蛋白15~60份，尿素30~110份，亚硫酸钠2~6份，蒸馏水200~500份于反应釜中50℃下处理2h，升温至85℃处理1h；
第二步：接枝共聚，降温至70℃，加入2~6份的引发剂引发10min，然后加入10~80份的接枝共聚单体在50~90℃下反应1~5个小时，得到纺丝原液；
第三步：喷丝，将纺丝原液经过滤、脱泡后，采用直径为0.1mm～0.5mm的喷丝头喷入燥介质中使其凝固成型，用水淋洗后，在50～70℃下干燥0.5～1h即得产品。
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