CN105951421B - 一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，包括以下步骤：首先将干法机械制备的莲纤维织物浸入含过氧化氢的碱性溶液中，加热超声处理，取出充分水洗烘干得到软化的莲纤维织物，然后将大豆蛋白、稳定剂和路易斯酸催化剂作为原料制备改性溶液，再将软化的莲纤维织物浸入改性溶液中，加热振荡，取出，烘干，水洗烘干得到初步改性的莲纤维织物，最后将初步改性的莲纤维织物进行单面磨毛整理，拉幅定型得到大豆蛋白改性的莲纤维织物。该方法制备的大豆蛋白改性莲纤维织物具有柔软、亲肤、舒适，还具有一定的抑菌保健作用。
Description
技术领域
本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法。
背景技术
随着环保绿色意识的不断普及，天然纤维素纤维的开发和利用越来越被人们所重视。莲植物属于非棉植物纤维资源，适应性强，种植成本低，具有可食用、药用和观赏等价值。利用莲纤维制备的纺织纤维材料具有天然荷叶清香和冬暖夏凉的功效。
莲纤维是将莲叶柄或藕折断后拉出的黄白色的细丝，纤维纤度细，容易被拉断。莲纤维的制备方法有两种：湿态人工抽取纤维和干态机械制取纤维。湿态人工抽取纤维是采用人工的方法，将新鲜的莲杆折断抽取纤维，并将纤维合并、适当加捻、干燥制得莲纤维，该方法制备的纤维非常柔软，色泽洁白，细度纤细，是一种优良的天然纤维，但是该方法全部靠人工进行，产量低，效率低。目前工业化生产使用较多的为干态机械制取纤维，该方法是通过切取干燥莲杆的长度，经机械挤压揉搓将莲杆内的纤维与较粗硬的造纸去除的加工方法，该方法制备方法简单，效率高，但是制备的莲纤维形态与麻纤维相似，细度粗，质地硬挺，色泽棕白。
莲纤维的主要成分为纤维素，纤维的无定形区域比例大，微晶尺寸小，半纤维素含量高，纤维表面积大，与其他的纤维素纤维有所不同，虽然针对纤维素纤维的改性有不少，但目前基于对莲纤维织物的改性方面的研究十分少见。本发明基于干态机械制取的莲纤维自身的性能，优选大豆蛋白对莲纤维织物进行改性，并且通过对改性前后的莲纤维织物进行整理，力求得到性能类似蚕丝和羊毛的人工制备的莲纤维织物。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，是以干法机械制备的莲纤维织物作为原料，将原料经过氧化氢加热超声软化处理后，接枝大豆蛋白，最后经单面磨毛拉幅处理得到大豆蛋白改性的莲纤维织物。本发明制备的莲纤维织物改善了干法机械制备的莲纤维手感硬，弯曲能力差的缺点，使莲纤维织物柔软，舒适亲肤。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将干法机械制备的莲纤维织物浸入含过氧化氢的碱性溶液中，加热超声处理，取出充分水洗烘干得到软化的莲纤维织物；
(2)将大豆蛋白、稳定剂和路易斯酸催化剂依次加入去离子水中，冰水浴搅拌，得到改性溶液；
(3)将步骤(1)制备的软化的莲纤维织物浸入步骤(2)制备的改性溶液中，加热振荡，取出，烘干，水洗烘干得到初步改性的莲纤维织物；
(4)将步骤(3)制备的初步改性的莲纤维织物进行单面磨毛整理，拉幅定型得到大豆蛋白改性的莲纤维织物。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，含过氧化氢的碱性溶液中过氧化氢的浓度为20-40ml/L，氢氧化钠的浓度为1-2mol/L。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，加热超声的温度为40-80℃，超声的功率为200-300W，时间为10-30min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，路易斯酸催化剂为氯化铝、氯化钛和四异丙基氧基钛中的一种或几种。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，稳定剂为硬脂酸镁、氨水、二乙胺、海藻糖和稀土稳定剂中的一种或几种
作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，改性溶液中的组分，按重量份计，包括：大豆蛋白20-50份，稳定剂10-25份，路易斯酸催化剂5-15份。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，莲纤维织物浸入的浴比为1:50。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，加热振荡的温度为50-70℃，时间为20-40min。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，单面磨毛整理的绒毛率为23-35％。
作为上述技术方案的优选，所述步骤(4)中，拉幅定型的温度为100-120℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)经干法机械制备的莲纤维的无定形区域比例大，微晶尺寸小，半纤维素含量高，纤维表面积大，本发明利用过氧化氢碱性溶液与加热超声处理相结合，去除少量木质素和半纤维素，软化莲纤维织物，既可以改善莲纤维织物的手感，还有利于大豆蛋白的接枝。
(2)本发明选用路易斯酸作为催化剂接枝大豆蛋白，选用氯化铝、氯化钛和四异丙基氧基钛作为催化剂，催化活性好，催化效率高，用量小，副作用小，节约成本。
(3)本发明通过对软化的莲纤维表面接枝大豆蛋白，大豆蛋白含有多种活性基团，可以借助氢键等接枝到莲纤维的表面赋予莲纤维类似蚕丝和羊毛的优异性能，具有柔软、亲肤、舒适，还具有一定的抑菌保健作用。
(4)本发明还对大豆蛋白改性的莲纤维织物进行单面磨毛，使莲纤维织物的表面含有细致的绒毛，进一步改善莲纤维的手感和触感，彻底解决干法机械制备的莲纤维类似麻纤维的触感，并经拉幅定型整理提高莲纤维织物的保形性，提高面料的实用性能。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
(1)将干法机械制备的莲纤维织物浸入含20ml/L的过氧化氢的氢氧化钠溶液中，其中氢氧化钠的浓度为1mol/L，在40℃和200W功率下加热超声处理10min，取出充分水洗烘干得到软化的莲纤维织物。
(2)将大豆蛋白、硬脂酸镁、海藻糖和稀土稳定剂和氯化铝、四异丙基氧基钛催化剂依次加入去离子水中，冰水浴搅拌，得到改性溶液，其中改性溶液中的组分，按重量份计，包括：大豆蛋白20份，稳定剂10份，催化剂5份。
(3)将步骤(1)制备的软化的莲纤维织物以浴比1:50浸入步骤(2)制备的改性溶液中，在50℃下加热振荡20min，取出，烘干，水洗烘干得到初步改性的莲纤维织物。
(4)将步骤(3)制备的初步改性的莲纤维织物进行单面磨毛整理，并在100℃下拉幅定型得到绒毛率为23％的大豆蛋白改性的莲纤维织物。
实施例2：
(1)将干法机械制备的莲纤维织物浸入含40ml/L的过氧化氢的氢氧化钠溶液中，其中氢氧化钠的浓度为2mol/L，在80℃和300W功率下加热超声处理30min，取出充分水洗烘干得到软化的莲纤维织物。
(2)将大豆蛋白、氨水、二乙胺、稀土稳定剂、氯化钛和四异丙基氧基钛催化剂依次加入去离子水中，冰水浴搅拌，得到改性溶液，其中改性溶液中的组分，按重量份计，包括：大豆蛋白50份，稳定剂25份，催化剂15份。
(3)将步骤(1)制备的软化的莲纤维织物以浴比1:50浸入步骤(2)制备的改性溶液中，在70℃下加热振荡40min，取出，烘干，水洗烘干得到初步改性的莲纤维织物。
(4)将步骤(3)制备的初步改性的莲纤维织物进行单面磨毛整理，并在120℃下拉幅定型得到绒毛率为35％的大豆蛋白改性的莲纤维织物。
实施例3：
(1)将干法机械制备的莲纤维织物浸入含30ml/L的过氧化氢的氢氧化钠溶液中，其中氢氧化钠的浓度为1.5mol/L，在50℃和250W功率下加热超声处理20min，取出充分水洗烘干得到软化的莲纤维织物。
(2)将大豆蛋白、二乙胺、稀土稳定剂、氯化铝和氯化钛催化剂依次加入去离子水中，冰水浴搅拌，得到改性溶液，其中改性溶液中的组分，按重量份计，包括：大豆蛋白40份，稳定剂15份，催化剂10份。
(3)将步骤(1)制备的软化的莲纤维织物以浴比1:50浸入步骤(2)制备的改性溶液中，在60℃下加热振荡30min，取出，烘干，水洗烘干得到初步改性的莲纤维织物。
(4)将步骤(3)制备的初步改性的莲纤维织物进行单面磨毛整理，并在110℃下拉幅定型得到绒毛率为25％的大豆蛋白改性的莲纤维织物。
实施例4：
(1)将干法机械制备的莲纤维织物浸入含25ml/L的过氧化氢的氢氧化钠溶液中，其中氢氧化钠的浓度为2mol/L，在60℃和200W功率下加热超声处理20min，取出充分水洗烘干得到软化的莲纤维织物。
(2)将大豆蛋白、硬脂酸镁、氨水、海藻糖和稀土稳定剂和四异丙基氧基钛催化剂依次加入去离子水中，冰水浴搅拌，得到改性溶液，其中改性溶液中的组分，按重量份计，包括：大豆蛋白30份，稳定剂20份，催化剂5份。
(3)将步骤(1)制备的软化的莲纤维织物以浴比1:50浸入步骤(2)制备的改性溶液中，在55℃下加热振荡25min，取出，烘干，水洗烘干得到初步改性的莲纤维织物。
(4)将步骤(3)制备的初步改性的莲纤维织物进行单面磨毛整理，并在105℃下拉幅定型得到绒毛率为31％的大豆蛋白改性的莲纤维织物。
实施例5：
(1)将干法机械制备的莲纤维织物浸入含35ml/L的过氧化氢的氢氧化钠溶液中，其中氢氧化钠的浓度为2mol/L，在65℃和250W功率下加热超声处理15min，取出充分水洗烘干得到软化的莲纤维织物。
(2)将大豆蛋白、二乙胺、海藻糖和稀土稳定剂、氯化钛和四异丙基氧基钛催化剂依次加入去离子水中，冰水浴搅拌，得到改性溶液，其中改性溶液中的组分，按重量份计，包括：大豆蛋白40份，稳定剂20份，催化剂5份。
(3)将步骤(1)制备的软化的莲纤维织物以浴比1:50浸入步骤(2)制备的改性溶液中，在55℃下加热振荡25min，取出，烘干，水洗烘干得到初步改性的莲纤维织物。
(4)将步骤(3)制备的初步改性的莲纤维织物进行单面磨毛整理，并在120℃下拉幅定型得到绒毛率为30％的大豆蛋白改性的莲纤维织物。
实施例6：
(1)将干法机械制备的莲纤维织物浸入含20ml/L的过氧化氢的氢氧化钠溶液中，其中氢氧化钠的浓度为2mol/L，在80℃和200W功率下加热超声处理30min，取出充分水洗烘干得到软化的莲纤维织物。
(2)将大豆蛋白、氨水、海藻糖和稀土稳定剂和氯化铝催化剂依次加入去离子水中，冰水浴搅拌，得到改性溶液，其中改性溶液中的组分，按重量份计，包括：大豆蛋白35份，稳定剂20份，催化剂5份。
(3)将步骤(1)制备的软化的莲纤维织物以浴比1:50浸入步骤(2)制备的改性溶液中，在60℃下加热振荡25min，取出，烘干，水洗烘干得到初步改性的莲纤维织物。
(4)将步骤(3)制备的初步改性的莲纤维织物进行单面磨毛整理，并在120℃下拉幅定型得到绒毛率为25％的大豆蛋白改性的莲纤维织物。
经检测，实施例1-6制备的大豆蛋白改性的莲纤维织物以及现有技术的干法机械制备的莲纤维织物与人工抽取制备的莲纤维织物的色泽、手感、机械强度的结果如下所示：
由上表可见，本发明制备的大豆蛋白改性的莲纤维织物的手感和柔软度接近人工抽取制备的莲纤维织物，但是机械强度优于人工抽取制备的莲纤维织物。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将干法机械制备的莲纤维织物浸入含过氧化氢的碱性溶液中，加热超声处理，取出充分水洗烘干得到软化的莲纤维织物；
(2)将大豆蛋白、稳定剂和路易斯酸催化剂依次加入去离子水中，冰水浴搅拌，得到改性溶液；
(3)将步骤(1)制备的软化的莲纤维织物浸入步骤(2)制备的改性溶液中，加热振荡，取出，烘干，水洗烘干得到初步改性的莲纤维织物；
(4)将步骤(3)制备的初步改性的莲纤维织物进行单面磨毛整理，拉幅定型得到大豆蛋白改性的莲纤维织物；
其中，所述步骤(2)中，稳定剂为硬脂酸镁、氨水、二乙胺、海藻糖和稀土稳定剂中的一种或几种；所述步骤(3)中，加热振荡的温度为50-70℃，时间为20-40min。
2.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，含过氧化氢的碱性溶液中过氧化氢的浓度为20-40ml/L，氢氧化钠的浓度为1-2mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，加热超声的温度为40-80℃，超声的功率为200-300W，时间为10-30min。
4.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，路易斯酸催化剂为氯化铝、氯化钛和四异丙基氧基钛中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，改性溶液中的组分，按重量份计，包括：大豆蛋白20-50份，稳定剂10-25份，路易斯酸催化剂5-15份。
6.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，莲纤维织物浸入的浴比为1:50。
7.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，单面磨毛整理的绒毛率为23-35％。
8.根据权利要求1所述的一种大豆蛋白改性莲纤维织物的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，拉幅定型的温度为100-120℃。
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