CN105002591B - 一种用鹌鹑羽毛制备发用复合纤维的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用鹌鹑羽毛制备发用复合纤维的方法。该方法以鹌鹑羽毛蛋白、海藻酸钠和聚乙烯醇为原料，通过湿法纺丝制备人造假发，具体制备方法为：首先将于碱液中提取鹌鹑羽毛蛋白，然后与海藻酸钠溶液和聚乙烯醇溶液按一定比例共混，并加入戊二醛固化剂，混合均匀后纺丝固化成型，经水洗、拉伸后，烘干定型后得到基于鹌鹑羽毛蛋白‑海藻酸钠‑聚乙烯醇的人造假发复合纤维。本发明的方法制备的人造假发纤维具有优异的阻燃性、耐热性，以及高强度，且手感柔顺，光泽度好。

Description

一种用鹌鹑羽毛制备发用复合纤维的方法

技术领域

本发明属于复合纤维制备技术领域，具体涉及一种基于鹌鹑羽毛蛋白、海藻酸钠及聚乙烯醇复合制备人造假发纤维的方法。

背景技术

鹌鹑肉和蛋营养价值高，是极好的营养补品，也可药用，而鹌鹑羽毛大多是用来装饰，应用价值较低。由于正常的季节性生理换毛、营养不良、寄生虫侵害以及鹌鹑饲料中含有大量生长激素引起内分泌失调等因素造成鹌鹑大量的脱毛。而脱下的羽毛大多作为垃圾处理掉，浪费了其使用价值，而鹌鹑羽毛中含有大量的羽毛蛋白，合理利用可以节约资源且提高其附加值。现有技术中还未见利于鹌鹑羽毛成纤的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种用鹌鹑羽毛制备发用复合纤维的方法，即用鹌鹑羽毛蛋白、海藻酸钠和聚乙烯醇人造假发复合纤维的制备方法。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种用鹌鹑羽毛制备发用复合纤维的方法，以鹌鹑羽毛蛋白、海藻酸钠和聚乙烯醇为原料，通过共混纺丝制备假发复合纤维，包括以下步骤：

(1)将鹌鹑羽毛清洗干净，在室温下烘干，将烘干后的鹌鹑羽毛放到2％～5％的碱液中，于50～60℃搅拌3～5h，待温度降至室温，过滤收集滤液，得到鹌鹑羽毛蛋白液；

(2)将海藻酸钠加入水溶液，在60℃下搅拌30～60min，使海藻酸钠完全溶解；

(3)将聚乙烯醇浸泡在水中10～24h去除低分子物质后晾干，再加入去离子水，在90～110℃下搅拌4～8h，使聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；

(4)将鹌鹑羽毛蛋白液、海藻酸钠溶液和聚乙烯醇溶液混合得纺丝液，加入固化剂搅拌均匀，真空脱泡，得到鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液；

(5)将鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液送入纺丝罐中于25～55℃下挤出，在混合凝固浴中固化成型，水洗、拉伸、烘干工艺处理后，得发用复合纤维。

本发明的优选技术方案中，步骤(1)所述的鹌鹑羽毛与碱液的质量体积比为1g:(30～50)ml，优选1g:40ml；所述碱液为氢氧化钠溶液。

本发明的优选技术方案中，步骤(2)所述的海藻酸钠在水溶液中的质量百分含量为3％～5％，优选4％。

本发明的优选技术方案中，步骤(3)所述的聚乙烯醇在水溶液中的质量百分含量为5％～8％，优选6％。

本发明的优选技术方案中，所述的戊二醛固化剂在纺丝液中质量含量为3％～8％，优选5％。

本发明的优选技术方案中，所述的戊二醛固化剂组成按体积百分比计：戊二醛10％～30％，0.2mol/L的磷酸缓冲液20％～50％，蒸馏水40％～50％。

本发明的优选技术方案中，所述的0.2mol/L的磷酸缓冲液是磷酸氢二钠或磷酸二氢钠。

本发明的优选技术方案中，鹌鹑羽毛蛋白液、海藻酸钠溶液和聚乙烯醇溶液按质量百分比计：鹌鹑羽毛蛋白液10％～25％、海藻酸钠溶液50～70％、聚乙烯醇溶液20％～30％。

本发明的优选技术方案中，所述的混合凝固浴中氯化钙与聚乙二醇与硝酸铝的质量比为(3～5):1:(0.5～1)；所述的固化温度为30～60℃，拉伸倍数1～3倍，烘干温度90℃。

本发明选用鹌鹑羽毛不仅为了防止鹌鹑羽毛的大量浪费，还因为鹌鹑羽毛蛋白的存在而增加纤维与基体的生物相容性，使纤维具有很好的光泽，良好的亲肤性和舒适的手感，更接近真发。海藻酸钠是一种从海藻中提取的天然多糖聚合物，其分子链上含有大量的羟基和羧基，含水率高，具有好的生物相容性，并且无毒、无害、可生物降解，且具有优良的阻燃性，在纺织品领域应用广泛。本发明加入海藻酸钠增加了纤维的阻燃特性。聚乙烯醇具有较高机械强度和韧性、良好的热稳定性及生物相容性，聚乙烯醇的加入则不但提高了产品的可加工性，并大幅度降低生产成本，提高了工业化生产可行性。纤维中加入戊二醛固定液可与蛋白质分子的氨基和肽键连接形成交联，也可与纤维中的羟基反应，增强纤维力学性能。本发明将鹌鹑羽毛蛋白、海藻酸钠与聚乙烯醇共混制备复合纤维。不仅具有海藻酸钠的阻燃性、可染性，还拥有蛋白纤维的良好的亲肤性和舒适的手感，此外聚乙烯醇的加入大大提高了产品的可加工性能，使制得的假发具有超真效果，并且也解决了鹌鹑羽毛资源的浪费，提高了鹌鹑羽毛的附加价值。

本发明的有益效果：

(1)本发明采用的鹌鹑羽毛蛋白资源丰富，价格便宜，易于提取；

(2)本发明制备的发用纤维无毒害、无污染、易降解，并且具有很好的阻燃性和耐热性；

(3)本发明制备的发用纤维具有较高的强度，且手感柔顺，光泽度好；

(4)本发明制备的发用纤维生产工艺简单，成本低，适合工业化生产。

附图说明

图1为本发明制备的发用复合纤维表面SEM图片。

具体实施方式

下列实施例中，如无特殊说明，所使用的试验方法均为常规方法，所使用的材料、试剂均从工厂、生物或化学公司购买。

实施例1

鹌鹑羽毛蛋白溶液：海藻酸钠溶液：聚乙烯醇溶液＝1:6:3

(1)将鹌鹑羽毛清洗干净，在室温下烘干。按比例将鹌鹑羽毛放到2％的氢氧化钠溶液中，鹌鹑羽毛与氢氧化钠的质量体积比为1g:30ml，60℃条件下，搅拌3h，降到室温，过滤收集滤液，得到鹌鹑羽毛蛋白液。

(2)将海藻酸钠按比例加入水溶液，在60℃下搅拌30min，使海藻酸钠完全溶解。海藻酸钠质量百分含量为3％。

(3)将聚乙烯醇泡在水中24h去除低分子物质，然后晾干，最后和去离子水按照比例混合，在90℃下搅拌8h，使聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液。聚乙烯醇在所述的水溶液中的质量百分含量为5％。

(4)按质量百分比计10％鹌鹑羽毛蛋白液、60％海藻酸钠溶液和30％聚乙烯醇溶液混合，并加入戊二醛固化剂搅拌均匀，真空脱泡，得到鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液。所述戊二醛固化剂的含量按质量计为纺丝液质量的5％。戊二醛固化剂组成按体积百分比计：戊二醛20％，0.2mol/L的磷酸缓冲液40％，蒸馏水40％。所述的0.2mol/L的磷酸缓冲液为磷酸氢二钠。

(5)将鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液送入纺丝罐中于40℃下挤出，在混合凝固浴中固化成型，水洗、拉伸、烘干工艺处理后，得基于鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇人造假发复合纤维。所述的混合凝固浴中氯化钙与聚乙二醇与硝酸铝的质量比为3:1:0.5。所述的固化温度为45℃，拉伸倍数1倍，烘干温度90℃。

实施例2

鹌鹑羽毛蛋白溶液：海藻酸钠溶液：聚乙烯醇溶液＝2.5:5:2.5

(1)将鹌鹑羽毛清洗干净，在室温下烘干。然后按比例将鹌鹑羽毛放到5％的氢氧化钠溶液中，鹌鹑羽毛与氢氧化钠的质量体积比为1g:50ml，50℃条件下，搅拌3小时，降到室温，过滤收集滤液，得到鹌鹑羽毛蛋白液。

(2)将海藻酸钠按比例加入水溶液，在60℃下搅拌60min，使海藻酸钠完全溶解；海藻酸钠质量百分含量为5％。

(3)将聚乙烯醇泡在水中24h去除低分子物质，然后晾干，最后和去离子水按照比例混合，在110℃下搅拌4h，使聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液。聚乙烯醇在所述的水溶液中的质量百分含量为8％。

(4)按质量百分比计25％鹌鹑羽毛蛋白液、50％海藻酸钠溶液和25％聚乙烯醇溶液混合，并加入戊二醛固化剂搅拌均匀，真空脱泡，得到鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液。所述戊二醛固化剂的含量按质量计为纺丝液质量的3％。戊二醛固化剂组成按体积百分比计：戊二醛30％，0.2mol/L的磷酸缓冲液20％，蒸馏水50％。所述的0.2mol/L的磷酸缓冲液是由磷酸氢二钠。

(5)将鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液送入纺丝罐中于25℃下挤出，在混合凝固浴中固化成型，水洗、拉伸、烘干工艺处理后，得基于鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇人造假发复合纤维。所述的混合凝固浴中氯化钙与聚乙二醇与硝酸铝的质量比为5:1:1。所述的固化温度为30℃，拉伸倍数1倍，烘干温度90℃。

实施例3

鹌鹑羽毛蛋白溶液：海藻酸钠溶液：聚乙烯醇溶液＝2:6:2

(1)将鹌鹑羽毛清洗干净，在室温下烘干。然后按比例将鹌鹑羽毛放到4％的氢氧化钠溶液中，鹌鹑羽毛与氢氧化钠的质量体积比为1g:40ml，50℃条件下，搅拌4小时，降到室温，过滤收集滤液，得到鹌鹑羽毛蛋白液。

(2)将海藻酸钠按比例加入水溶液，在60℃下搅拌50min，使海藻酸钠完全溶解；海藻酸钠质量百分含量为4％。

(3)将聚乙烯醇泡在水中24h去除低分子物质，然后晾干，最后和去离子水按照比例混合，在100℃下搅拌4h，使聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液。聚乙烯醇在所述的水溶液中的质量百分含量为6％。

(4)按质量百分比计20％鹌鹑羽毛蛋白液、60％海藻酸钠溶液和20％聚乙烯醇溶液混合，并加入戊二醛固化剂搅拌均匀，真空脱泡，得到鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液。所述戊二醛固化剂的含量按质量计为纺丝液质量的8％。戊二醛固化剂组成按体积百分比计：戊二醛10％，0.2mol/L的磷酸缓冲液50％，蒸馏水40％。所述的0.2mol/L的磷酸缓冲液是磷酸二氢钠。

(5)将鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液送入纺丝罐中于55℃下挤出，在混合凝固浴中固化成型，水洗、拉伸、烘干工艺处理后，得基于鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇人造假发复合纤维。所述的混合凝固浴中氯化钙与聚乙二醇与硝酸铝的质量比为4:1:1。所述的固化温度为55℃，拉伸倍数3倍，烘干温度90℃。

实施例4

鹌鹑羽毛蛋白溶液：海藻酸钠溶液：聚乙烯醇溶液＝1:7:2

(1)将鹌鹑羽毛清洗干净，在室温下烘干。然后按比例将鹌鹑羽毛放到3％的氢氧化钠溶液中，鹌鹑羽毛与氢氧化钠的质量体积比为1g:40ml，55℃条件下，搅拌5小时，降到室温，过滤收集滤液，得到鹌鹑羽毛蛋白液。

(2)将海藻酸钠按比例加入水溶液，在60℃下搅拌50min，使海藻酸钠完全溶解。海藻酸钠质量百分含量为4％。

(3)首先将聚乙烯醇泡在水中24h去除低分子物质，然后晾干，最后和去离子水按照比例混合，在110℃下搅拌6h，使聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液。聚乙烯醇在所述的水溶液中的质量百分含量为6％。

(4)按质量百分比计10％鹌鹑羽毛蛋白液、70％海藻酸钠溶液和20％聚乙烯醇溶液混合，并加入戊二醛固化剂搅拌均匀，真空脱泡，得到鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液。所述戊二醛固化剂的含量按质量计为纺丝液质量的5％。戊二醛固化剂组成按体积百分比计：戊二醛25％，0.2mol/L的磷酸缓冲液30％，蒸馏水45％。所述的0.2mol/L的磷酸缓冲液是磷酸二氢钠。

(5)将鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇纺丝溶液送入纺丝罐中于40℃下挤出，在混合凝固浴中固化成型，水洗、拉伸、烘干工艺处理后，得基于鹌鹑羽毛蛋白～海藻酸钠～聚乙烯醇人造假发复合纤维。所述的混合凝固浴中氯化钙与聚乙二醇与硝酸铝的质量比为5:1:0.5。所述的固化温度为60℃，拉伸倍数2倍，烘干温度90℃。

将实施例1～4所制备的纤维进行力学性能的测试，具体数据详见表1.

表1纤维的力学性能指标

由以上数据可知当鹌鹑羽毛蛋白溶液、海藻酸钠溶液、聚乙烯醇溶液的质量比为1:7:2时(如实施例4)，复合纤维具有较好的力学性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种用鹌鹑羽毛制备发用复合纤维的方法，其特征在于，以鹌鹑羽毛蛋白、海藻酸钠和聚乙烯醇为原料，通过共混纺丝制备假发复合纤维，包括以下步骤：

(1)将鹌鹑羽毛清洗干净，在室温下烘干，将烘干后的鹌鹑羽毛放到2％～5％的氢氧化钠溶液中，于50～60℃搅拌3～5h，待温度降至室温，过滤收集滤液，得到鹌鹑羽毛蛋白液；所述的鹌鹑羽毛与氢氧化钠的质量体积比为1g:(30～50)ml；

(2)将海藻酸钠加入水溶液，在60℃下搅拌30～60min，使海藻酸钠完全溶解；所述的海藻酸钠在水溶液中的质量百分含量为3％～5％；

(3)将聚乙烯醇浸泡在水中10～24h后晾干，再加入去离子水，在90～110℃下搅拌4～8h，使聚乙烯醇完全溶解，得到聚乙烯醇溶液；所述的聚乙烯醇在水溶液中的质量百分含量为5％～8％；

(4)将鹌鹑羽毛蛋白液、海藻酸钠溶液和聚乙烯醇溶液按照质量比1:7:2混合，加入混合液质量的3％～8％固化剂搅拌均匀，真空脱泡，得到鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液，所述的固化剂组成按体积百分比计包括：戊二醛10％～30％，0.2mol/L的磷酸氢二钠或磷酸二氢钠20％～50％和蒸馏水40％～50％；

(5)将鹌鹑羽毛蛋白-海藻酸钠-聚乙烯醇混合纺丝溶液送入纺丝罐中于25～55℃下挤出，在混合凝固浴中固化成型，水洗、拉伸、烘干工艺处理后，得发用复合纤维；所述的混合凝固浴由氯化钙、聚乙二醇和硝酸铝按照质量比为(3～5):1:(0.5～1)；所述的固化温度为30～60℃，拉伸倍数1～3倍，烘干温度90℃。

2.一种发用复合纤维是用权利要求1所述的方法制备的。