CN105088397A - 一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：家禽羽毛70-100、鹅绒13-15、苎麻纤维30-50、硅烷偶联剂kh5907-10、尿素5-7、偏重亚硫酸钾0.2-0.4、十二烷基硫酸钠0.1-0.3、三甲铵乙内酯1-3、氧化石墨烯0.2-0.4、纳米碳酸钙1-2、纳米三氧化二铝0.3-0.6、水适量；本发明添加的氧化石墨烯、纳米碳酸钙、纳米三氧化二铝协同作用极大的促进了羽毛复合纤维的强度、抗拉强度、耐磨性等方面的特性，提高了纤维的质量，在各领域均有很好的应用，应用前景广泛。

Description

一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维

技术领域

本发明涉及纺织材料技术领域，具体涉及一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维及其制备方法。

背景技术

随着对环境保护的重视和消费者需求的提高，对环境有益的新型纤维的研发越来越受到关注，一些废弃的纺织原料如羊毛、羽绒、蚕丝等属于优质天然蛋白质材料，具有健康、环境友好、可再生的特点，我国是禽类生产大国，大量的毛羽因其本身结构限制而难以直接利用，除了少量的用作保暖填充材料或作为增强材料外，大多只是简单加工制成饲料甚至直接丢弃，产品的附加值较低自然界中角蛋白广泛存在，仅我国年废弃家禽羽毛就有70多万吨，因此在废弃物或副产品中获得的再生蛋白纤维应予以考虑。羽毛中的蛋白含量可以达到85-89%，现在角蛋白在生物医药行业、纺织行业以及动物饲料行业等方面已有广泛应用。用于纺丝蛋白所需要的特性，作为天然高分子的角蛋白是完全符合的，但是因为角蛋白是富含二硫键的蛋白质，又表现出与其他蛋白质不同的特性，其中交联度大，不容易溶解，所以利用率低，不能良好的发挥出应有的特性。本发明将羽毛经改性后制成角蛋白溶液和其他物质共聚为手段，通过湿法纺丝处理方法，解决了角蛋白单独纺丝时机械性能差、牢固度不强、抗拉强度低等缺点，并且对羽毛梗也进行了利用，大大增强了利用效率。角蛋白作为一种用途广泛的生物材料，蕴藏着无限商机和美好的发展前景，促进新资源的开发与利用，值得推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维及其制备方法，以克服现有技术的不足。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维，其特征在于，由下列重量份的原料制成：家禽羽毛70-100、鹅绒13-15、苎麻纤维30-50、硅烷偶联剂kh5907-10、尿素5-7、偏重亚硫酸钾0.2-0.4、十二烷基硫酸钠0.1-0.3、三甲铵乙内酯1-3、氧化石墨烯0.2-0.4、纳米碳酸钙1-2、纳米三氧化二铝0.3-0.6、水适量；

本发明所述一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维，由以下具体步骤制成：

（1）将家禽羽毛和羽毛梗分开，分别用清水漂洗干净，晾干，进行脱水处理，羽毛挤压分离，羽毛梗进行扭转挤压，再将羽毛和羽毛梗裁切成平均大小后和鹅绒混合加到高压灭菌锅里于100-200°C下灭菌及脱臭，自燃冷却后将混合羽毛料置于酒精中浸泡4-6小时，再用清水洗涤表面呈中性后烘干，研磨成粉末状备用；

（2）将硅烷偶联剂kh590用10-15倍量的丙酮溶液溶解，然后加入粉末状羽毛粉，高速混合均匀，升高温度至80°C恒温保持1h，再加热回流至除去溶剂，干燥后粉碎得到改性羽毛粉体；

（3）将尿素、偏重亚硫酸钠和十二烷基硫酸钠混合，加水溶解使尿素的浓度为0.1mol/l，将步骤（2）得到的改性羽毛粉加到溶解液中，封住瓶口置于95°C水浴震荡锅中以100r/min的转速震荡20-25min，迅速用纱布将残渣过滤去除，得到羽毛角蛋白溶液备用；

（4）将三甲铵乙内酯加入30倍量的水制成溶液，再加入氧化石墨烯、纳米碳酸钙、纳米三氧化二铝混合搅拌均匀，将苎麻纤维经碱液浸泡后再经黄化处理成纤维素磺酸酯溶液，再加入三甲铵乙内酯混合溶液搅拌均匀，然后和步骤（3）得到的角蛋白溶液混合得到羽毛蛋白粘胶，进行湿法纺丝得到羽毛蛋白粘胶丝；

（5）将步骤（4）得到的羽毛蛋白粘胶丝先后进行凝固浴处理、酸洗、水洗烘干得到蛋白羽毛纤维。

本发明的优点是：本发明将羽毛和羽毛梗灭菌、除臭、脱脂处理后通过硅烷偶联剂改性，使混合羽毛粉末具有优良的疏水、吸湿的性能，再利用适宜配比制得的蛋白降解液使羽毛粉末溶解得到粘度、流变性较好的角蛋白溶液，将角蛋白溶液和经改性的苎麻纤维溶解液混合均匀进行纺丝，极大的增强了羽毛纤维的韧性、抗拉强度、脆性、耐磨性、可纺性等特性，提高了生产价值和社会效益，添加的氧化石墨烯、纳米碳酸钙、纳米三氧化二铝协同作用极大的促进了羽毛复合纤维的强度、抗拉强度、耐磨性等方面的特性，提高了纤维的质量，在各领域均有很好的应用，应用前景广泛。

具体实施方式

一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维，其特征在于，由下列重量份（公斤）的原料制成：家禽羽毛95、鹅绒14、苎麻纤维46、硅烷偶联剂kh5908、尿素6、偏重亚硫酸钾0.3、十二烷基硫酸钠0.3、三甲铵乙内酯3、氧化石墨烯0.2、纳米碳酸钙1、纳米三氧化二铝0.4、水适量；

本发明所述一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维，由以下具体步骤制成：

（1）将家禽羽毛和羽毛梗分开，分别用清水漂洗干净，晾干，进行脱水处理，羽毛挤压分离，羽毛梗进行扭转挤压，再将羽毛和羽毛梗裁切成平均大小后和鹅绒混合加到高压灭菌锅里于150°C下灭菌及脱臭，自燃冷却后将混合羽毛料置于酒精中浸泡6小时，再用清水洗涤表面呈中性后烘干，研磨成粉末状备用；

（2）将硅烷偶联剂kh590用14倍量的丙酮溶液溶解，然后加入粉末状羽毛粉，高速混合均匀，升高温度至80°C恒温保持1h，再加热回流至除去溶剂，干燥后粉碎得到改性羽毛粉体；

（3）将尿素、偏重亚硫酸钠和十二烷基硫酸钠混合，加水溶解使尿素的浓度为0.1mol/l，将步骤（2）得到的改性羽毛粉加到溶解液中，封住瓶口置于95°C水浴震荡锅中以100r/min的转速震荡20min，迅速用纱布将残渣过滤去除，得到羽毛角蛋白溶液备用；

（4）将三甲铵乙内酯加入30倍量的水制成溶液，再加入氧化石墨烯、纳米碳酸钙、纳米三氧化二铝混合搅拌均匀，将苎麻纤维经碱液浸泡后再经黄化处理成纤维素磺酸酯溶液，再加入三甲铵乙内酯混合溶液搅拌均匀，然后和步骤（3）得到的角蛋白溶液混合得到羽毛蛋白粘胶，进行湿法纺丝得到羽毛蛋白粘胶丝；

（5）将步骤（4）得到的羽毛蛋白粘胶丝先后进行凝固浴处理、酸洗、水洗烘干得到蛋白羽毛纤维。

使用本发明制备的羽绒复合纤维性能指标参数如下：

吸湿率（%）：12.5；

回潮率（%）：5.5；

拉伸率（%）:28.6；

拉伸断裂强度（N）：7.2。

Claims (2)

1.一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维，其特征在于，由下列重量份的原料制备制成：家禽羽毛70-100、鹅绒13-15、苎麻纤维30-50、硅烷偶联剂kh5907-10、尿素5-7、偏重亚硫酸钾0.2-0.4、十二烷基硫酸钠0.1-0.3、三甲铵乙内酯1-3、氧化石墨烯0.2-0.4、纳米碳酸钙1-2、纳米三氧化二铝0.3-0.6、水适量。

2.根据权利要求1所述一种抗拉强度高的可纺织的羽毛复合纤维，其特征在于，由以下具体步骤制成：

（1）将家禽羽毛和羽毛梗分开，分别用清水漂洗干净，晾干，进行脱水处理，羽毛挤压分离，羽毛梗进行扭转挤压，再将羽毛和羽毛梗裁切成平均大小后和鹅绒混合加到高压灭菌锅里于100-200°C下灭菌及脱臭，自燃冷却后将混合羽毛料置于酒精中浸泡4-6小时，再用清水洗涤表面呈中性后烘干，研磨成粉末状备用；

（2）将硅烷偶联剂kh590用10-15倍量的丙酮溶液溶解，然后加入粉末状羽毛粉，高速混合均匀，升高温度至80°C恒温保持1h，再加热回流至除去溶剂，干燥后粉碎得到改性羽毛粉体；

（3）将尿素、偏重亚硫酸钠和十二烷基硫酸钠混合，加水溶解使尿素的浓度为0.1mol/l，将步骤（2）得到的改性羽毛粉加到溶解液中，封住瓶口置于95°C水浴震荡锅中以100r/min的转速震荡20-25min，迅速用纱布将残渣过滤去除，得到羽毛角蛋白溶液备用；

（4）将三甲铵乙内酯加入30倍量的水制成溶液，再加入氧化石墨烯、纳米碳酸钙、纳米三氧化二铝混合搅拌均匀，将苎麻纤维经碱液浸泡后再经黄化处理成纤维素磺酸酯溶液，再加入三甲铵乙内酯混合溶液搅拌均匀，然后和步骤（3）得到的角蛋白溶液混合得到羽毛蛋白粘胶，进行湿法纺丝得到羽毛蛋白粘胶丝；

（5）将步骤（4）得到的羽毛蛋白粘胶丝先后进行凝固浴处理、酸洗、水洗烘干得到蛋白羽毛纤维。