CN103556465B - 一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，属于纺织新材料技术领域。本发明的一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法是将聚合物长丝经过共混溶液的制备、聚合物长丝表面复合共混溶液的形成与厚度的控制、聚合物长丝表面复合共混溶液的相转化初步成型、聚合物长丝表面复合共混溶液的热固化成型得到表面复合天然蛋白质纤维粉体的聚合物长丝。表面复合天然蛋白质纤维粉体的聚合物长丝具有良好的强度、弹性、手感、表面富含天然蛋白质纤维粉体且分布均匀等特点，使聚合物长丝具有天然蛋白质纤维的特性和广泛的使用价值。本发明的制备方法操作简单，无需特殊设备，易于实现工业化生产。

Description

一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法

技术领域

本发明涉及一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，属于纺织新材料技术领域。

背景技术

天然蛋白质纤维包括蚕丝、羊毛、羊绒、羽绒、毛发、兔毛、马海毛等，是一种性能优良的可再生的天然材料。目前，天然蛋白质纤维广泛应用在人们的日常生活中，除了服装和床上用品外，大部分只是简单加工处理用作饲料或采用发酵等方法进行降解，同时天然蛋白质纤维的下脚料和废弃纤维也无法实现合理的再利用，从而形成巨大的资源浪费。因此，研究新的方法和新途径实现天然蛋白质纤维资源的再生和高效利用具有十分重要的意义。

目前，将天然蛋白质纤维再生并进行纺丝制备成蛋白长丝主要包括两种方法：其中一种是用生物化学的方法将蛋白质大分子提取出来后与聚合物进行接枝共聚和纺丝，如：中国专利公开号CN96116532.4，公开日期1995年9月6日，发明创造的名称为蚕丝聚丙烯晴共混复合纤维及其制备方法，将蛹蛋白与丙烯晴接枝共聚制备改性腈纶纤维，使得该纤维具有蛋白质特性，具有很好的染色性能及光泽手感；另外一种是将天然蛋白质纤维超细粉体化，然后与聚合物进行共混纺丝制备仿蛋白长丝，如：中国专利公开号CN200410013429.0，公开日期2005年3月16日，发明创造的名称为一种用天然蛋白纤维超细粉体改性的化学纤维及其生产方法，将超细羊毛粉体与高聚物进行混合，经传统的熔融纺丝或者湿法纺丝方法得到初生丝，再经过一系列的后加工工序，得到结构稳定的共混长丝。

上述的第一种方法制备过程复杂、污染较重，而且蛋白质大分子耐温性较差导致聚合物基材的选用受到限制；上述的第二种制备方法虽然弥补了第一种方法的缺陷，但也存在一些问题：首先，天然蛋白质纤维粉体的耐温性差问题，特别是PET、PA等高分子材料的纺丝温度易导致天然蛋白质纤维粉体的热降解，破坏了天然蛋白质纤维粉体的蛋白特性；其次，天然蛋白质纤维粉体在共混纺丝过程中易被聚合物包覆，导致共混纤维无法体现天然蛋白质纤维粉体的优异性能；第三，天然蛋白质纤维粉体含量较低的问题，在熔融纺丝过程中，当天然蛋白质纤维粉体含量超过20%后不可纺，在湿法纺丝过程中，当天然蛋白质纤维粉体含量超过40%后也不可纺，而且天然蛋白质纤维粉体的高填充影响共混长丝的力学性能；第四，共混长丝的基体材料选择性较为单一，导致其应用的宽度和广度较低。针对如上所述的难题我们采用一种聚合物长丝表面复合的方法在聚合物长丝表面形成天然蛋白质纤维粉体/蛋白质相容高聚物共混层，实现聚合物长丝表面的蛋白功能化。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种可以有效解决天然蛋白质纤维粉体的耐温性差、天然蛋白质纤维粉体被基体包覆、天然蛋白质纤维粉体含量较低以及基体材料选择较为单一等问题的聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，为满足本发明目的的解决方案是：

一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法采用以下步骤：

A 共混溶液的制备

按如下质量百分比：

天然蛋白质纤维粉体      1-16%

蛋白质相容高聚物        1-12%

极性溶剂                72-98%

将天然蛋白质纤维粉体放入极性溶剂中，采用超声波分散1-3h后，加入蛋白质相容高聚物，在温度为25-98°C的条件下，采用机械搅拌使蛋白质相容高聚物溶解，溶解3-5h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为100-4000mPa·s，静止抽真空脱泡温度为25-45°C；

B 聚合物长丝表面复合共混溶液的形成与厚度的控制

将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至25-85°C，将聚合物长丝以50-400m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为10-200μm的聚合物长丝，聚合物长丝经过共混溶液的距离为2-15cm；

C 聚合物长丝表面复合共混溶液的相转化初步成型

将经步骤B制备的表面复合共混溶液的聚合物长丝以50-400m/min的速率经过温度为20-85°C的凝固浴后，得到表面复合共混溶液初步成型的聚合物长丝，表面复合共混溶液的聚合物长丝经过凝固浴的距离为1-5cm；

D 聚合物长丝表面复合共混溶液的热固化成型

将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的聚合物长丝以50-400m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为80-170°C，热处理10-40s后聚合物长丝表面形成厚度为0.2-56μm的天然蛋白质纤维粉体/蛋白质相容高聚物共混层，得到表面复合天然蛋白质纤维粉体的聚合物长丝。

所述的天然蛋白质纤维粉体为羊毛纤维粉体或羊绒纤维粉体或蚕丝纤维粉体或羽绒纤维粉体或兔毛纤维粉体或驼绒纤维粉体或人发纤维粉体或马海毛纤维粉体或牦牛毛纤维粉体中的一种，粉体的平均粒径≤2μm。

所述的蛋白质相容高聚物为聚氨酯或聚乙烯醇或聚丙烯腈或明胶或壳聚糖中的一种，数均分子量为8000-100000。

所述的极性溶剂为软水或8%乙酸水溶液或二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺或二甲基亚砜或1,4-二氧六环中的一种。

所述的聚合物长丝为涤纶或锦纶或维纶或腈纶或黏胶或丙纶或乙纶中的一种，聚合物长丝的旦数为1-200旦，根数为1-160根。

所述的厚度控制模具上的导丝孔的孔径为25-380μm，导丝孔的长度为5-20mm。

所述的凝固浴为软水或乙醇或硫酸钠饱和溶液中的一种。

由于采用了以上技术方案，本发明具有以下优点：

首先，采用聚氨酯、聚乙烯醇、聚丙烯腈、明胶和壳聚糖五种蛋白质相容高聚物作为基体材料与天然蛋白质纤维粉体进行共混制备共混溶液，主要解决天然蛋白质纤维粉体高含量导致高聚物无法成丝的问题。根据多次的试验验证，熔融纺丝中天然蛋白质纤维粉体含量超过20%即无法纺丝，而湿法纺丝中天然蛋白质纤维粉体含量超过40%即无法纺丝。同时，共混纤维中天然蛋白质纤维粉体含量低于40%无法将天然蛋白质纤维粉体的优点最大化。聚氨酯大分子中含有酰胺键，聚乙烯醇大分子中含有羟基，聚丙烯腈大分子中含有腈基，明胶为人造生物蛋白质，壳聚糖大分子中同时含有羟基和氨基，这些基团均可以与天然蛋白质纤维粉体中的羟基、氨基、羧基以及酰胺基形成氢键、离子键和范德华力。因此，采用与天然蛋白质纤维粉体有一定界面相容性的高聚物基体可以将天然蛋白质纤维粉体的含量增加至90%以上，且良好的界面性能仍然能够维持共混溶液具有一定的粘度和流动性，可以在聚合物长丝表面复合并形成高含量天然蛋白质纤维粉体的共混层，避开了天然蛋白质纤维粉体高填充所导致的无法成丝或重构成纤维的问题。

其次，根据长期的试验验证，聚合物长丝的功能特性均取决于其表面特性，而力学等结构性能取决于其本构特性，也就是其基体材料特性。因此，本发明采用在聚合物长丝表面形成一层天然蛋白质纤维粉体/蛋白质相容高聚物共混层。由于属于聚合物长丝的表面复合，不影响聚合物长丝本身的力学性能，即实现了聚合物长丝与天然蛋白质纤维粉体的复合，又保留了聚合物长丝本身的力学性能。而且，聚合物长丝表面复合共混层中天然蛋白质纤维粉体的含量可以达到90%以上，并可以通过改变共混溶液中天然蛋白质纤维粉体的含量进行调节。同时，聚合物长丝表面复合共混溶液厚度可以根据厚度控制模具上导丝孔的孔径大小进行调节。厚度控制模具含有100-2000个导丝孔，导丝孔的长度为5-20mm，孔径为25-380μm且大于聚合物长丝的直径。利用共混溶液具有一定的粘度，当浸入共混溶液的聚合物长丝进入厚度控制模具上的导丝孔后，根据流体力学原理共混溶液会随着聚合物长丝进入导丝孔，然后利用导丝孔的孔径大小控制出导丝孔后聚合物长丝表面复合共混溶液的厚度。因此，利用厚度控制模具上的导丝孔和聚合物长丝的旦数，可以精确控制聚合物长丝表面复合共混溶液的厚度，进而控制聚合物长丝表面复合层的厚度及其天然蛋白质纤维粉体的含量，聚合物长丝的旦数与其直径的换算公式如下： ，其中：d为直径、D为旦数，ρ为密度。另外，在共混溶液中聚合物长丝经过的距离为2-15cm，如果低于这个距离，共混溶液与聚合物长丝表面接触时间较短，无法有效的复合在聚合物长丝表面；如果大于这个距离，共混溶液容易进入聚合物长丝中，存在于聚合物长丝中单丝之间的缝隙，当这些共混溶液固化后便会极大的影响聚合物长丝的手感，导致聚合物长丝无法使用。本发明专利所述的方法可以实现聚合物长丝表面复合共混层厚度和天然蛋白质纤维粉体含量的双调控，且表面复合的方法也避开了传统熔融纺丝和湿法纺丝中基体材料容易包覆天然蛋白质纤维粉体的难题。

再次，针对聚合物长丝表面复合共混溶液，本发明采用了相转化初步成型和热固化成型相结合的方法，如：将表面复合共混溶液的聚合物长丝以50-400m/min的速率经过温度为20-85°C的凝固浴后，得到表面复合共混溶液初步成型的聚合物长丝，然后再将其仍然以50-400m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为80-170°C，热处理10-40s后聚合物长丝表面形成厚度为0.2-56μm的天然蛋白质纤维粉体/蛋白质相容高聚物共混层，得到表面复合天然蛋白质纤维粉体的聚合物长丝。如果只采用凝固浴进行相转化成型，聚合物长丝表面复合共混溶液将出现多孔洞的皮芯结构，这样的共混层将失去力学性能和粘附性，容易同聚合物长丝分离；如果只采用热固化成型，聚合物长丝表面的高表面张力容易导致天然蛋白质纤维粉体/蛋白质相容高聚物共混溶液为负浸润，进而胀大形成液滴状，导致聚合物长丝表面出现非连续状且较为粗糙的天然蛋白质纤维粉体共混层，同时失去厚度精确控制能力。因此，经过长期的试验和探索，本发明综合了相转化成型和热固化成型方法的方法，且以热固化成型为主，相转化成型为辅的工艺条件。利用相转化初步成型法对聚合物长丝表面复合共混溶液进行相转化成型初步固定，使共混溶液层的表面先固化，呈现连续状。然后采用热固化成型方法，在热力学作用下使共混溶液层热固化且逐渐收缩复合在聚合物长丝的表面。另外，该方法要求聚合物长丝在凝固浴中经过的距离为1-5cm，小于常规纺丝工艺要求的距离。如果小于该距离，聚合物长丝表面复合共混溶液的表面不能固化，无法有效的进行下一步工艺；如果大于该距离，聚合物长丝表面复合共混溶液的相转化成型较为严重，导致其表面共混层不能满足力学性能要求。因此，通过热固化成型为主，相转化成型为辅的技术和方法，聚合物长丝表面固化后的共混层结构致密、力学性能良好。

最后，在该方法中，只要聚合物长丝不具有同时溶解于水、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺的物性，均可以使用该方法在聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体，实现聚合物长丝的蛋白功能化。由于该方法环境要求低，如：天然蛋白质纤维粉体/蛋白质相容高聚物改性溶液温度为25-98°C，凝固浴温度为20-85°C，热处理温度为80-170°C，因此天然蛋白质纤维粉体不存在高温降解的问题，可以选用的聚合物长丝种类较多。同时，该方法中聚合物长丝表面复合超细天然蛋白质纤维粉体的工艺是连续的，加工速率恒定且范围为50-400m/min，能够满足连续工业化生产的要求。

本发明所述的一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，改性后聚合物长丝的结构简单，产品多样，应用广泛，制备方法工艺简单，设备要求低，操作控制方便，易于实现工业化生产，无需特殊设备。

具体实施方式

一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，所述方法按以下步骤：

A 共混溶液的制备

按如下质量百分比：

天然蛋白质纤维粉体      1-16%

蛋白质相容高聚物         1-12%

极性溶剂                     72-98%

将平均粒径≤2μm的羊毛纤维粉体或羊绒纤维粉体或蚕丝纤维粉体或羽绒纤维粉体或兔毛纤维粉体或驼绒纤维粉体或人发纤维粉体或马海毛纤维粉体或牦牛毛纤维粉体中的一种放入软水或8%乙酸水溶液或二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺或二甲基亚砜或1,4-二氧六环中，采用超声波分散1-3h后，加入数均分子量为8000-100000的聚氨酯或聚乙烯醇或聚丙烯腈或明胶或壳聚糖中的一种，在温度为25-98°C的条件下，采用机械搅拌使蛋白质相容高聚物溶解，溶解3-5h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为100-4000mPa·s，静止抽真空脱泡温度为25-45°C；

B 聚合物长丝表面复合共混溶液的形成与厚度的控制

将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至25-85°C，将旦数为1-200旦，根数为1-160根的涤纶或锦纶或维纶或腈纶或黏胶或丙纶或乙纶中的一种以50-400m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上孔径为25-380μm，孔的长度为5-20mm的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为10-200μm的聚合物长丝，聚合物长丝经过共混溶液的距离为2-15cm；

C 聚合物长丝表面复合共混溶液的相转化初步成型

将经步骤B制备的表面复合共混溶液的聚合物长丝以50-400m/min的速率经过温度为20-85°C的软水或乙醇或硫酸钠饱和溶液中的一种后，得到表面复合共混溶液初步成型的聚合物长丝，表面复合共混溶液的聚合物长丝经过凝固浴的距离为1-5cm；

D 聚合物长丝表面复合共混溶液的热固化成型

将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的聚合物长丝以50-400m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为80-170°C，热处理10-40s后聚合物长丝表面形成厚度为0.2-56μm的天然蛋白质纤维粉体/蛋白质相容高聚物共混层，得到表面复合天然蛋白质纤维粉体的聚合物长丝。

下面结合具体实施例对本发明的聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法做进一步详细描述：

实施例一

A 将平均粒径为2μm的羊毛纤维粉体1g放入98g二甲基甲酰胺中，采用超声波分散1h后，加入数均分子量为8000的聚氨酯1g，在温度为25°C的条件下，采用机械搅拌使聚氨酯溶解，溶解3h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为100 mPa·s，静止抽真空脱泡温度为25 °C；

B 将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至25 °C，将旦数为1旦，根数为1根的涤纶以50 m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上孔径为25μm，孔的长度为5mm的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为10μm的涤纶，涤纶经过共混溶液的距离为2 cm；

C 将经步骤B制备的表面复合共混溶液的涤纶以50 m/min的速率经过温度为20°C的软水后，得到表面复合共混溶液初步成型的涤纶，表面复合共混溶液的涤纶经过软水的距离为1 cm；

D 将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的涤纶以50 m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为80°C，热处理10s后涤纶表面形成厚度为0.2μm的羊毛纤维粉体/聚氨酯共混层，得到表面复合羊毛纤维粉体的涤纶。

实施例二

A 将平均粒径为1.5μm的羊绒纤维粉体2g放入软水97g中，采用超声波分散2h后，加入数均分子量为10000的聚乙烯醇1g，在温度为98°C的条件下，采用机械搅拌使聚乙烯醇溶解，溶解4h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为250 mPa·s，静止抽真空脱泡温度为30 °C；

B 将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至85°C，将旦数为10旦，根数为4根的锦纶以80 m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上孔径为50μm，孔的长度为10mm的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为12μm的锦纶，锦纶经过共混溶液的距离为4 cm；

C 将经步骤B制备的表面复合共混溶液的锦纶以80 m/min的速率经过温度为30°C的硫酸钠饱和溶液后，得到表面复合共混溶液初步成型的锦纶，表面复合共混溶液的锦纶经过硫酸钠饱和溶液的距离为2 cm；

D 将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的锦纶以80 m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为100°C，热处理20s后锦纶表面形成厚度为0.36μm的羊绒纤维粉体/聚乙烯醇共混层，得到表面复合羊绒纤维粉体的锦纶。

实施例三

A 将平均粒径为1μm的蚕丝纤维粉体5g放入二甲基乙酰胺93g中，采用超声波分散3h后，加入数均分子量为20000的聚丙烯腈2g，在温度为45°C的条件下，采用机械搅拌使聚丙烯腈溶解，溶解5h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为720 mPa·s，静止抽真空脱泡温度为35 °C；

B 将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至35°C，将旦数为30旦，根数为12根的维纶以100 m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上孔径为100μm，孔的长度为15mm的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为34μm的维纶，维纶经过共混溶液的距离为6 cm；

C 将经步骤B制备的表面复合共混溶液的维纶以100 m/min的速率经过温度为40°C的软水后，得到表面复合共混溶液初步成型的维纶，表面复合共混溶液的维纶经过软水的距离为3 cm；

D 将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的维纶以100 m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为110°C，热处理30s后维纶表面形成厚度为2.38μm的蚕丝纤维粉体/聚丙烯腈共混层，得到表面复合蚕丝纤维粉体的维纶。

实施例四

A 将平均粒径为0.8μm的羽绒纤维粉体7g放入软水90g中，采用超声波分散1h后，加入数均分子量为30000的明胶3g，在温度为50°C的条件下，采用机械搅拌使明胶溶解，溶解3h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为1280 mPa·s，静止抽真空脱泡温度为40 °C；

B 将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至30°C，将旦数为60旦，根数为24根的腈纶以150 m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上孔径为150μm，孔的长度为20mm的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为57μm的腈纶，腈纶经过共混溶液的距离为8 cm；

C 将经步骤B制备的表面复合共混溶液的腈纶以150 m/min的速率经过温度为50°C的乙醇后，得到表面复合共混溶液初步成型的腈纶，表面复合共混溶液的腈纶经过乙醇的距离为4 cm；

D 将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的腈纶以150 m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为120°C，热处理40s后腈纶表面形成厚度为5.7μm的羽绒纤维粉体/明胶共混层，得到表面复合羽绒纤维粉体的腈纶。

实施例五

A 将平均粒径为0.5μm的兔毛纤维粉体8g放入8%乙酸水溶液87g中，采用超声波分散2h后，加入数均分子量为40000的壳聚糖5g，在温度为40°C的条件下，采用机械搅拌使壳聚糖溶解，溶解4h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为1540 mPa·s，静止抽真空脱泡温度为45°C；

B 将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至40°C，将旦数为100旦，根数为35根的黏胶以200 m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上孔径为200μm，孔的长度为5mm的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为80μm的黏胶，黏胶经过共混溶液的距离为10 cm；

C 将经步骤B制备的表面复合共混溶液的黏胶以200 m/min的速率经过温度为60°C的软水后，得到表面复合共混溶液初步成型的黏胶，表面复合共混溶液的黏胶经过软水的距离为5cm；

D 将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的黏胶以200 m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为130°C，热处理10s后黏胶表面形成厚度为10.4μm的兔毛纤维粉体/壳聚糖共混层，得到表面复合兔毛纤维粉体的黏胶。

实施例六

A 将平均粒径为0.3μm的驼绒纤维粉体10g放入二甲基甲酰胺89g中，采用超声波分散3h后，加入数均分子量为50000的聚氨酯1g，在温度为38°C的条件下，采用机械搅拌使聚氨酯溶解，溶解5h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为1210 mPa·s，静止抽真空脱泡温度为25 °C；

B 将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至55°C，将旦数为120旦，根数为50根的丙纶以250 m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上孔径为250μm，孔的长度为10mm的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为120μm的丙纶，丙纶经过共混溶液的距离为12 cm；

C 将经步骤B制备的表面复合共混溶液的丙纶以250 m/min的速率经过温度为70°C的软水后，得到表面复合共混溶液初步成型的丙纶，表面复合共混溶液的丙纶经过软水的距离为1 cm；

D 将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的丙纶以250 m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为140°C，热处理20s后丙纶表面形成厚度为13.2μm的驼绒纤维粉体/聚氨酯共混层，得到表面复合驼绒纤维粉体的丙纶。

实施例七

A 将平均粒径为0.1μm的人发纤维粉体11g放入软水84g中，采用超声波分散1h后，加入数均分子量为60000的聚乙烯醇5g，在温度为98°C的条件下，采用机械搅拌使聚乙烯醇溶解，溶解3h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为1670 mPa·s，静止抽真空脱泡温度为30 °C；

B 将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至85°C，将旦数为160旦，根数为80根的乙纶以300 m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上孔径为310μm，孔的长度为15mm的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为160μm的乙纶，乙纶经过共混溶液的距离为14 cm；

C 将经步骤B制备的表面复合共混溶液的乙纶以300 m/min的速率经过温度为80°C的硫酸钠饱和溶液后，得到表面复合共混溶液初步成型的乙纶，表面复合共混溶液的乙纶经过硫酸钠饱和溶液的距离为2 cm；

D 将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的乙纶以300 m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为150°C，热处理30s后乙纶表面形成厚度为25.6μm的人发纤维粉体/聚乙烯醇共混层，得到表面复合人发纤维粉体的乙纶。

实施例八

A 将平均粒径为0.08μm的马海毛纤维粉体13g放入二甲基乙酰胺77g中，采用超声波分散2h后，加入数均分子量为80000的聚丙烯腈10g，在温度为60°C的条件下，采用机械搅拌使聚丙烯腈溶解，溶解4h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为2640 mPa·s，静止抽真空脱泡温度为35 °C；

B 将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至70°C，将旦数为180旦，根数为100根的涤纶以350 m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上孔径为340μm，孔的长度为20mm的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为180μm的涤纶，涤纶经过共混溶液的距离为15；

C 将经步骤B制备的表面复合共混溶液的涤纶以350 m/min的速率经过温度为85°C的软水后，得到表面复合共混溶液初步成型的涤纶，表面复合共混溶液的涤纶经过软水的距离为3 cm；

D 将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的涤纶以350 m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为160°C，热处理40s后涤纶表面形成厚度为41.4μm的马海毛纤维粉体/聚丙烯腈共混层，得到表面复合马海毛纤维粉体的涤纶。

实施例九

A 将平均粒径为0.05μm的牦牛毛纤维粉体16g放入软水72g中，采用超声波分散3h后，加入数均分子量为100000的明胶12g，在温度为80°C的条件下，采用机械搅拌使明胶溶解，溶解5h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为4000 mPa·s，静止抽真空脱泡温度为40 °C；

B 将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至45°C，将旦数为200旦，根数为160根的锦纶以400m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上孔径为380μm，孔的长度为12mm的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为200μm的锦纶，锦纶经过共混溶液的距离为5 cm；

C 将经步骤B制备的表面复合共混溶液的锦纶以400m/min的速率经过温度为55°C的乙醇后，得到表面复合共混溶液初步成型的锦纶，表面复合共混溶液的锦纶经过乙醇的距离为4 cm；

D 将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的锦纶以400m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为170°C，热处理25s后锦纶表面形成厚度为56μm的牦牛纤维粉体/明胶共混层，得到表面复合牦牛纤维粉体的锦纶。

Claims (7)

1.一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，其特征在于：所述方法采用以下步骤：

A 共混溶液的制备

按如下质量百分比：

天然蛋白质纤维粉体      1-16%

蛋白质相容高聚物         1-12%

极性溶剂                     72-98%

将天然蛋白质纤维粉体放入极性溶剂中，采用超声波分散1-3h后，加入蛋白质相容高聚物，在温度为25-98℃的条件下，采用机械搅拌使蛋白质相容高聚物溶解，溶解3-5h后经过静止抽真空脱泡得到共混溶液，共混溶液的粘度为100-4000mPa·s，静止抽真空脱泡温度为25-45℃；

B 聚合物长丝表面复合共混溶液的形成与厚度的控制

将经步骤A制备的共混溶液在超声波震荡状态下升温至25-85℃，将聚合物长丝以50-400m/min的速率经过共混溶液和厚度控制模具上的导丝孔，得到表面复合共混溶液厚度为10-200μm的聚合物长丝，聚合物长丝经过共混溶液的距离为2-15cm；

C 聚合物长丝表面复合共混溶液的相转化初步成型

将经步骤B制备的表面复合共混溶液的聚合物长丝以50-400m/min的速率经过温度为20-85℃的凝固浴后，得到表面复合共混溶液初步成型的聚合物长丝，表面复合共混溶液的聚合物长丝经过凝固浴的距离为1-5cm；

D 聚合物长丝表面复合共混溶液的热固化成型

将经步骤C制备的表面复合共混溶液初步成型的聚合物长丝以50-400m/min的速率经过热干燥箱中进行热处理，热处理温度为80-170℃，热处理10-40s后聚合物长丝表面形成厚度为0.2-56μm的天然蛋白质纤维粉体/蛋白质相容高聚物共混层，得到表面复合天然蛋白质纤维粉体的聚合物长丝。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，其特征在于：所述的天然蛋白质纤维粉体为羊毛纤维粉体或羊绒纤维粉体或蚕丝纤维粉体或羽绒纤维粉体或兔毛纤维粉体或驼绒纤维粉体或人发纤维粉体或牦牛毛纤维粉体中的一种，粉体的平均粒径≤2μm。

3.根据权利要求1所述的一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，其特征在于：所述的蛋白质相容高聚物为聚氨酯或聚乙烯醇或聚丙烯腈或明胶或壳聚糖中的一种，数均分子量为8000-100000。

4.根据权利要求1所述的一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，其特征在于：所述的极性溶剂为软水或8%乙酸水溶液或二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺或二甲基亚砜或1,4-二氧六环中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，其特征在于：所述的聚合物长丝为涤纶或锦纶或维纶或腈纶或黏胶或丙纶或乙纶中的一种，聚合物长丝的旦数为1-200旦，根数为1-160根。

6.根据权利要求1所述的一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，其特征在于：所述的厚度控制模具上的导丝孔的孔径为25-380μm，导丝孔的长度为5-20mm。

7.根据权利要求1所述的一种聚合物长丝表面复合天然蛋白质纤维粉体的方法，其特征在于：所述的凝固浴为软水或乙醇或硫酸钠饱和溶液中的一种。