CN103382637A - 胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法。超细纤维合成革基布为合成革的主体部分，基布上较少的活性基团就导致了水汽在纤维与外界之间得不到有效的传递。本发明水解明胶得到胶原蛋白；用浓硫酸处理干态超细纤维合成革基布得到表面酸水解改性的超细纤维合成革基布；将提取的胶原蛋白嫁接到处理后的基布上反应得到目的产品。本发明有效增加了超细纤维合成革基布表面上的活性基团，实现了胶原蛋白对超细纤维合成革基布表面的共价改性，进而使得胶原蛋白提高了超细纤维合成革基布的卫生性能，实现了废弃皮胶原的资源化利用，同时解决了超细纤维合成革卫生性能差的问题。

Description

胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法
技术领域
    本发明属于超细纤维合成革应用技术领域，具体涉及一种胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法。
背景技术
超细纤维合成革是将聚酰胺超细纤维作为基体层，聚氨酯弹性体作为面层的复合材料。基体层中聚酰胺超细纤维的组成和结构比较简单，仅在分子链末端含有羧基和氨基，分子链上中存在大量的碳链和酰胺键，但不含侧链，所以聚酰胺超细纤维含有的活性基团很少；而面层的聚氨酯树脂本身的亲水性活性基团也较少。超细纤维合成革基布作为合成革的主体部分，其性能对合成革的性能起着决定性作用，所以基布上较少的活性基团就导致了水汽在纤维与外界之间得不到有效的传递，从而引起超细纤维合成革的卫生性能差，其产品穿着舒适度差。
针对超细纤维合成革的结构组成特点，分析发现提高超细纤维合成革基布卫生性能的相关技术主要得从聚酰胺超细纤维和聚氨酯树脂两方面来着手改性，通过一定的改性手段来增加基布表面的活性基团，进而提高超细纤维合成革的卫生性能。目前，研究者已经通过酶法、酸水解法、碱法及添加亲水性物质等方法对聚酰胺纤维进行了改性，也通过共混改性及亲水性聚氨酯改性等方法对聚氨酯树脂进行了一定的研究。采用这些后整饰技术对超细纤维合成革进行处理，可以在一定程度上提高超细纤维合成革基布的卫生性能，但其效果仍不能令人满意。
明胶是一种两性、无毒的天然高分子物质，经水解后提取的胶原蛋白是典型的两性聚电解质，含有大量的氨基和羧基等活性基团。此外，我国作为制革工业大国，将废弃革屑中大量的明胶提取出来加以利用，可以节约资源，防止环境污染，实现废弃皮胶原的资源化利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法，有效增加超细纤维合成革基布表面上的活性基团，提高超细纤维合成革基布的卫生性能。
本发明所采用的技术方案是：
胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：胶原蛋白的提取：
在pH值8～10、温度45～60℃的条件下，加入明胶质量0.8%的碱性蛋白酶，水解明胶2～5h，提取一系列分子量不同的胶原蛋白；
步骤二：超细纤维合成革基布的预处理：
在40～50℃的温度条件下，使用干态超细纤维合成革基布质量12～15%的处理剂对超细纤维合成革基布处理2～4h，得到表面酸水解改性的超细纤维合成革基布；
步骤三：胶原蛋白对超细纤维合成革基布的改性：
在pH值2.5～7.5、温度20～60℃的条件下，将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应1～6h，其中胶原蛋白的用量为干态超细纤维合成革基布氨基摩尔质量的1～5倍。
步骤三中，将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应时使用交联剂进行反应；
交联剂选用有机磷鞣剂中的改性有机磷鞣剂FP，用量为干态超细纤维合成革基布质量的0＜m≤21%。
步骤三中，将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应时使用交联剂进行反应；
交联剂选用有机磷鞣剂中的改性有机磷鞣剂FP，用量为干态超细纤维合成革基布质量的10≤m≤21%。
步骤一中，明胶从废弃皮胶原中提取。
步骤二中，所述的处理剂为质量分数98%的浓硫酸。
    本发明具有以下优点：
本发明增加了超细纤维合成革基布表面的活性基团，实现了胶原蛋白对超细纤维合成革基布的共价改性，提高了超细纤维合成革透水汽性能达65%左右，有效地克服了超细纤维合成革卫生性能差的缺点。同时，本发明合理地利用明胶提取了分子量适当的胶原蛋白，实现了废弃皮胶原的资源化利用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明所涉及的胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法，由以下步骤实现：
步骤一：胶原蛋白的提取：
在pH值8～10、温度45～60℃的条件下，加入明胶质量0.8%的碱性蛋白酶，水解明胶2～5h，提取一系列分子量不同的胶原蛋白。
步骤二：超细纤维合成革基布的预处理：
在40～50℃的温度条件下，使用干态超细纤维合成革基布质量12～15%的处理剂对超细纤维合成革基布处理2～4h，得到表面酸水解改性的超细纤维合成革基布；
处理剂为质量分数98%的浓硫酸。
步骤三：胶原蛋白对超细纤维合成革基布的改性：
在pH值2.5～7.5、温度20～60℃的条件下，将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应1～6h，其中胶原蛋白的用量为干态超细纤维合成革基布氨基摩尔质量的1～5倍；
将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应时也可使用交联剂进行反应，交联剂选用有机磷鞣剂，用量为干态超细纤维合成革基布质量的0＜m≤21%。
实施例1：
步骤一：胶原蛋白的提取：
在pH值8、温度60℃的条件下，加入明胶质量0.8%的碱性蛋白酶，水解明胶5h，提取一系列分子量不同的胶原蛋白。
步骤二：超细纤维合成革基布的预处理：
在40℃的温度条件下，使用干态超细纤维合成革基布质量15%的处理剂对超细纤维合成革基布处理4h，得到表面酸水解改性的超细纤维合成革基布；
处理剂为质量分数98%的浓硫酸。
步骤三：胶原蛋白对超细纤维合成革基布的改性：
在pH值2.5、温度20℃的条件下，将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应1h，其中胶原蛋白的用量为干态超细纤维合成革基布氨基摩尔质量的1倍。
将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应时不使用交联剂进行反应。
改性后超细纤维合成革基布的透水汽性能提高8.3%。
实施例2：
步骤一：胶原蛋白的提取：
在pH值9、温度55℃的条件下，加入明胶质量0.8%的碱性蛋白酶，水解明胶3h，提取一系列分子量不同的胶原蛋白。
步骤二：超细纤维合成革基布的预处理：
在45℃的温度条件下，使用干态超细纤维合成革基布质量13%的处理剂对超细纤维合成革基布处理3h，得到表面酸水解改性的超细纤维合成革基布；
处理剂为质量分数98%的浓硫酸。
步骤三：胶原蛋白对超细纤维合成革基布的改性：
在pH值5、温度40℃的条件下，将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应4h，其中胶原蛋白的用量为干态超细纤维合成革基布氨基摩尔质量的3倍；
将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应时使用交联剂进行反应，交联剂选用改性有机磷鞣剂FP，用量为干态超细纤维合成革基布质量的10%。
改性后超细纤维合成革基布的透水汽性能提高65.4%。
实施例3：
步骤一：胶原蛋白的提取：
在pH值10、温度45℃的条件下，加入明胶质量0.8%的碱性蛋白酶，水解明胶2h，提取一系列分子量不同的胶原蛋白。
步骤二：超细纤维合成革基布的预处理：
在50℃的温度条件下，使用干态超细纤维合成革基布质量12%的处理剂对超细纤维合成革基布处理2h，得到表面酸水解改性的超细纤维合成革基布；
处理剂为质量分数98%的浓硫酸。
步骤三：胶原蛋白对超细纤维合成革基布的改性：
在pH值7.5、温度60℃的条件下，将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应6h，其中胶原蛋白的用量为干态超细纤维合成革基布氨基摩尔质量的5倍；
将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应时使用交联剂进行反应，交联剂选用改性有机磷鞣剂FP，用量为干态超细纤维合成革基布质量的21%。
改性后超细纤维合成革基布的透水汽性能提高63.8%。
实施例中所用胶原蛋白选择从明胶中提取，其明胶从废弃皮胶原中提取，方法简单且成本低廉。
本发明的内容不限于实施例所列举，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
步骤一：胶原蛋白的提取：
在pH值8～10、温度45～60℃的条件下，加入明胶质量0.8%的碱性蛋白酶，水解明胶2～5h，提取一系列分子量不同的胶原蛋白；
步骤二：超细纤维合成革基布的预处理：
在40～50℃的温度条件下，使用干态超细纤维合成革基布质量12～15%的处理剂对超细纤维合成革基布处理2～4h，得到表面酸水解改性的超细纤维合成革基布；
步骤三：胶原蛋白对超细纤维合成革基布的改性：
在pH值2.5～7.5、温度20～60℃的条件下，将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应1～6h，其中胶原蛋白的用量为干态超细纤维合成革基布氨基摩尔质量的1～5倍。
2.根据权利要求1所述的胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法，其特征在于：
步骤三中，将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应时使用交联剂进行反应；
交联剂选用有机磷鞣剂中的改性有机磷鞣剂FP，用量为干态超细纤维合成革基布质量的0＜m≤21%。
3.根据权利要求2所述的胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法，其特征在于：
步骤三中，将步骤一提取的胶原蛋白嫁接到步骤二预处理后的基布上反应时使用交联剂进行反应；
交联剂选用有机磷鞣剂中的改性有机磷鞣剂FP，用量为干态超细纤维合成革基布质量的10≤m≤21%。
4.根据权利要求3所述的胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法，其特征在于：
步骤一中，明胶从废弃皮胶原中提取。
5.根据权利要求4所述的胶原蛋白提高超细纤维合成革基布卫生性能的改性方法，其特征在于：
步骤二中，所述的处理剂为质量分数98%的浓硫酸。
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