CN108441977A - 纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法 - Google Patents

纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法 Download PDF

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CN108441977A CN201810125706.9A CN201810125706A CN108441977A CN 108441977 A CN108441977 A CN 108441977A CN 201810125706 A CN201810125706 A CN 201810125706A CN 108441977 A CN108441977 A CN 108441977A
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Abstract

本发明公开了一种纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，该法将蚕丝脱胶后用溶剂溶解获得的丝素蛋白溶液与纳米CaCO3混合，使丝素蛋白中的氨基酸与纳米CaCO3粉体中的Ca进行鳌合，所得复合纺丝液在室温下进行纺丝，即得纳米CaCO3强化蚕丝纤维。该法工艺简单，所用原料蚕茧和纳米CaCO3来源广泛、价格低廉，作为增加蚕丝强度和韧性的添加剂具有较强的市场竞争能力，而且纳米CaCO3能与蚕丝蛋白质氨基酸分子鳌合生成网络化结构，更有利于提高蚕丝的强度、韧性以及复合纳米CaCO3强化蚕丝纤维的稳定性。研究表明，本发明所得纳米CaCO3强化蚕丝纤维强度高、韧性好，能更好地应用于蚕丝纤维和纺织工业等领域。

Description

纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法
技术领域
本发明属于蚕丝纤维领域，尤其涉及一种纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法。
背景技术
蚕丝的主要化学组成是丝胶蛋白，占90％以上，次要成分包括碳水化合物、灰分、色素与蜡质等。其灰分主要是Ca、Mg、Na和K等，虽然灰分仅占总含量的0.7％左右，但Ca、Mg、Na和K等是具有空轨道的金属离子，能与蚕丝蛋白质氨基酸分子鳌合生成网络化结构，提高蚕丝的机械强度和韧性，修饰和改性蚕丝成为多功能复合纤维材料，拓展蚕丝的适用范围和商业价值。
CN104862819A公开了一种高强度可降解的再生蚕丝蛋白纤维，包括蚕丝蛋白(1)、壳聚糖(2)和防水层(3)，再生蚕丝蛋白纤维的内部由1层或2层的蚕丝蛋白(1)和壳聚糖(2)以三明治的形式交替叠加而成，蚕丝蛋白(1)和壳聚糖(2)之间有明显的界面(4)，再生蚕丝蛋白纤维的内部外部由防水层(3)构成，具体步骤为：将壳聚糖溶液和蚕丝蛋白溶液分别装入两组容器中，两组容器与两组分喷头相连接，经纺丝，固化成型得到纤维状的再生蚕丝蛋白纤维，然后，将再生蚕丝蛋白纤维在恒温恒湿环境中静置，经防水后处理得到高强度可降解的再生蚕丝蛋白纤维，其强度为普通的涤纶、锦纶和蚕丝的两倍。
CN105696098A公开了一种强韧化改性的单丝纳米蚕丝纤维及其制备方法，按百分比计，包括0.3-0.4％的氧化石墨烯、0.8-1.2％的纳米二氧化钛颗粒、80-85％的蚕丝蛋白、余量为其他物质。具体制备方法为：将二氧化钛溶胶加入蚕丝蛋白溶液中，充分搅拌后再加入氧化石墨烯溶液，再加入增稠剂，得到纺丝液；将纺丝液至于静电纺丝的注射器中，接收器为旋转的棒状物，调节电压、距离和接收器的转速，得到初生的纳米单丝蚕丝纤维；将初生的纳米单丝蚕丝纤维浸于乙醇水溶液中预结晶，再经热处理得到单丝纳米蚕丝纤维。该制备方法简单，通过静电纺丝技术和旋转棒状接收装置，可得到单丝的纳米蚕丝纤维，而且通过在蚕丝蛋白中添加纳米颗粒和氧化石墨烯得到强韧化改性的纳米蚕丝纤维。
CN103572585A公开了一种二氧化钛改性的蚕丝及其制备方法，以钛酸酯为反应物和石油醚为溶剂经原位室温下生成致密的水合二氧化钛覆盖于蚕丝表面，可以采用直接浸渍和连续浸渍法制备。改性后蚕丝断裂强度为300～680MPa，断裂能为30～100MJ/m3，热降解温度达到288.7℃以上，玻璃化转变温度达到230℃以上；二氧化钛改性的蚕丝经光强为1245μW/cm2且波长为390nm的紫外照射3h后断裂强度无明显损失，对大肠杆菌的抑菌圈大于13.5mm，水合二氧化钛在纤维表面的厚度为100～500nm。该法制备过程简单，成本低。经过该方法改性的蚕丝纤维不仅具有了超越天然蚕丝的力学性能，而且在抗菌、抗紫外及热性能上都较天然蚕丝有所提高。
CN105803568A公开了一种蚕丝蛋白纤维的制备方法，包括如下步骤：(1)将蚕茧壳剥成碎片后，用质量分数为3％的碳酸钠溶液脱胶3次，放在温度为75℃的真空烘箱中烘干，然后将烘干的蚕丝蛋白溶于质量分数为1.5％的NaOH溶液中；(2)将树木材原料切片处理，然后经蒸煮、漂前精选、漂白、漂后精选、抄浆、脱水烘干后制成浆粕；(3)将浆粕与液态NMMO一起装入混合捏合罐中，在真空下加热至90℃，制备出纤维素浓度为10％-25％的纺丝溶液；(4)将步骤(1)中的蚕丝蛋白溶液与步骤(3)中的纺丝溶液配比共混，并加入纳米芳香助剂，然后采用干湿法工艺纺丝。其产品既有真丝般柔和的光泽和滑爽柔软的手感，又保持了天丝良好的吸湿性和高强力，更加亲肤舒适。
CN105926075A公开了一种石墨烯改性的蚕丝纤维的制备方法，通过将蚕丝蛋白膜溶解制备再生蚕丝水溶液，与氧化石墨烯水溶液和低分子量的壳聚糖混合制备再生蚕丝纤维，并在再生蚕丝纤维的表面雾化一层石墨烯薄膜，使再生蚕丝纤维的内部和表面都添加了石墨烯材料，从根本上对蚕丝纤维的功能进行改性，赋予蚕丝纤维高强度、导电、热稳定等性能，并通过优化再生蚕丝水溶液的制备过程最大限度优化蚕丝纤维原有的特性。
CN102912470A公开了一种金属氧化物纳米粒子增强增韧的再生蚕丝纤维及其制备方法，包括：(1)将蚕茧脱胶后溶解，制备再生蚕丝蛋白水溶液；(2)调节溶液钙离子摩尔浓度为0.15～0.3mo1/L；(3)将溶液与金属氧化物水溶胶以一定比例混合，制备含金属氧化物纳米粒子的再生蚕丝蛋白/金属氧化物水溶胶，继续浓缩；(4)将纺丝液在室温下从喷丝口挤出后直接在空气中固化成丝；(5)采用乙醇-水混合液进行后处理。该方法操作简单，成本低，原料来源广，所得的再生蚕丝纤维具有良好的强度和韧性，断裂强度为0.05～0.25GPa，断裂伸长率为50％～150％，断裂能为30～100J/g。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种原料来源广泛、价格低廉、工艺简单、产品性能优良的纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，蚕丝脱胶后用溶剂溶解获得的丝素蛋白溶液与纳米CaCO3混合，使丝素蛋白中的氨基酸与纳米CaCO3粉体中的Ca进行鳌合生成网络化结构，所得复合纺丝液在室温下进行纺丝，即得纳米CaCO3强化蚕丝纤维。
上述纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；
(2)将丝素蛋白溶液与纳米CaCO3、甲壳素、表面活性剂和纳米碳纤维用去离子水混合均匀，得到纳米CaCO3与丝素蛋白的混合溶液；
(3)纳米CaC03与丝素蛋白的混合溶液经“超空泡”效应搅拌，实现丝素蛋白中的氨基酸与纳米CaCO3中的Ca鳌合获得复合纺丝液；
(4)复合纺丝液在室温下从制丝机器中喷出，在空气中固化卷绕，再经溶液定长浸泡与拉伸获得纳米CaCO3强化蚕丝纤维。
纳米CaCO3为丝状、管状、条状、球状、层状中的一种或多种，纳米CaCO3尺寸为1nm～800nm。
步骤(1)中脱胶在蚕丝与脱胶溶剂质量比为1：(25～30)、温度为80℃～110℃条件下蒸煮20min～60min，得到脱胶蚕丝；脱胶溶剂为质量分数0.05％～10％的Na2CO3水溶液。
步骤(1)中溶剂溶解在脱胶蚕丝与溶解溶剂质量比为1：(15～30)、溶解温度为20℃～50℃条件下、溶解时间为1.0h～5.0h，得到丝素蛋白溶液；溶解溶剂为含CaCl21％～15％的甲酸/乙酸的混合溶液。
步骤(2)中纳米CaCO3与丝素蛋白溶液的质量比为1∶400～15000，纳米CaCO3与丝素蛋白的混合溶液中甲壳素、表面活性剂和纳米碳纤维三者占混合溶液总浓度的质量分数为0.001‰～1‰。
步骤(3)中“超空泡”效应由气体从“L”型高速切线喷头喷射出来形成“超空泡”；气体为氮气、氩气、CO2和氦气中的一种或多种，气体压力为0.1MPa～1.0MPa，气体线速度为1m/s～100m/s。
步骤(4)中固化卷绕的卷绕速度为0.01m/s～0.5m/s；定长浸泡的溶液为甲醇-乙醇-稀浓度食用盐水，其中甲醇、乙醇、食用盐的质量分数分别为20％～30％、40％～60％、0.5％～5％，定长浸泡的时间为0.5h～10.0h。
纳米CaCO3强化蚕丝纤维的断裂强度为100MPa～500MPa，断裂伸长率为14％～36％。
针对蚕丝纤维存在的问题，发明建立了一种纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，该法将蚕丝脱胶后用溶剂溶解获得的丝素蛋白溶液与纳米CaCO3混合，利用Ca是具有空轨道的碱土金属离子，使丝素蛋白中的氨基酸与纳米CaCO3粉体中的Ca进行鳌合，所得复合纺丝液在室温下进行纺丝，即得纳米CaCO3强化蚕丝纤维。该法工艺简单，所用原料蚕茧和纳米CaCO3来源广泛、价格低廉，作为增加蚕丝强度和韧性的添加剂具有较强的市场竞争能力，而且纳米CaCO3能与蚕丝蛋白质氨基酸分子鳌合生成网络化结构，更有利于提高蚕丝的强度、韧性以及复合纳米CaCO3强化蚕丝纤维的稳定性。研究表明，本发明所得纳米CaCO3强化蚕丝纤维强度高、韧性好，能更好地应用于蚕丝纤维和纺织工业等领域。
具体实施方式
实施例1
蚕茧经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为0.05％的Na2CO3、蚕茧与Na2CO3水溶液比为1：25和温度80℃条件下，经蒸煮60min进行脱胶；以含2％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕茧与溶剂比为1∶15和温度为50℃条件下，将脱胶蚕茧溶解4h得到蚕茧丝素蛋白溶液。按50nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1：10000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.001‰调配蚕丝液(纳米CaCO3与丝素蛋白的混合溶液)。
实施例2
蚕丝经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为0.1％的Na2CO3、蚕丝与Na2CO3水溶液比为1：30和温度80℃条件下，经蒸煮60min进行脱胶；以含3％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕丝与溶剂比为1：20和温度为50℃条件下，将脱胶蚕丝溶解5h得到蚕丝丝素蛋白溶液。按100nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1∶10000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.001‰调配蚕丝液。
实施例3
蚕茧经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为0.5％的Na2C03、蚕茧与Na2CO3水溶液比为1：30和温度90℃条件下，经蒸煮50min进行脱胶；以含4％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕茧与溶剂比为1∶20和温度为50℃条件下，将脱胶蚕茧溶解5h得到蚕茧丝素蛋白溶液。按150nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1：5000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.002％调配蚕丝液。
实施例4
蚕丝经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为1.0％的Na2CO3、蚕丝与Na2CO3水溶液比为1∶25和温度90℃条件下，经蒸煮50min进行脱胶；以含5％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕丝与溶剂比为1：25和温度为50℃条件下，将脱胶蚕丝溶解4h得到蚕丝丝素蛋白溶液。按200nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1：5000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.002‰调配蚕丝液。
实施例5
蚕茧经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为5％的Na2CO3、蚕茧与Na2CO3水溶液比为1∶15和温度90℃条件下，经蒸煮40min进行脱胶；以含6％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕茧与溶剂比为1∶20和温度为40℃条件下，将脱胶蚕茧溶解5h得到蚕茧丝素蛋白溶液。按250nm CaC03粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1∶3000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.003％调配蚕丝液。
实施例6
蚕丝经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为6.0％的Na2CO3、蚕丝与Na2CO3水溶液比为1：15和温度100℃条件下，经蒸煮30min进行脱胶；以含7％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕丝与溶剂比为1∶20和温度为40℃条件下，将脱胶蚕丝溶解5h得到蚕丝丝素蛋白溶液。按300nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1∶2000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.004‰调配蚕丝液。
实施例7
蚕茧经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为7.0％的Na2C03、蚕茧与Na2C03水溶液比为1：20和温度80℃条件下，经蒸煮30min进行脱胶；以含8％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕茧与溶剂比为1：25和温度为50℃条件下，将脱胶蚕茧溶解4h得到蚕茧丝素蛋白溶液。按350nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1：1000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.005‰调配蚕丝液。
实施例8
蚕丝经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为8.0％的Na2C03、蚕丝与Na2C03水溶液比为1：25和温度80℃条件下，经蒸煮30min进行脱胶；以含9％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕丝与溶剂比为1：20和温度为40℃条件下，将脱胶蚕丝溶解3h得到蚕丝丝素蛋白溶液。按400nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1：8000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.006‰调配蚕丝液。
实施例9
蚕茧经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为9.0％的Na2C03、蚕茧与Na2C03水溶液比为1：20和温度80℃条件下，经蒸煮30min进行脱胶；以含10％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕茧与溶剂比为1：30和温度为50℃条件下，将脱胶蚕茧溶解6h得到蚕茧丝素蛋白溶液。按450nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1∶6000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.007‰调配蚕丝液。
实施例10
蚕丝经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为10.0％的Na2C03、蚕丝与Na2C03水溶液比为1：20和温度80℃条件下，经蒸煮20min进行脱胶；以含11％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕丝与溶剂比为1∶20和温度为50℃条件下，将脱胶蚕丝溶解4h得到蚕丝丝素蛋白溶液。按500nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1∶5000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.008‰调配蚕丝液。
实施例11
蚕茧经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为1.0％的Na2CO3、蚕茧与Na2CO3水溶液比为1：30和温度100℃条件下，经蒸煮60min进行脱胶；以含12％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕茧与溶剂比为1∶30和温度为50℃条件下，将脱胶蚕茧溶解5h得到蚕茧丝素蛋白溶液。按550nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1：12000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.001‰调配蚕丝液。
实施例12
蚕丝经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为2.0％的Na2CO3、蚕丝与Na2C03水溶液比为1：30和温度90℃条件下，经蒸煮50min进行脱胶；以含13％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕丝与溶剂比为1：30和温度为50℃条件下，将脱胶蚕丝溶解4h得到蚕丝丝素蛋白溶液。按600nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1：12000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.001‰调配蚕丝液。
实施例13
蚕茧经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为3.0％的Na2CO3、蚕茧与Na2CO3水溶液比为1∶30和温度90℃条件下，经蒸煮50min进行脱胶；以含14％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕茧与溶剂比为1∶30和温度为50℃条件下，将脱胶蚕茧溶解4h得到蚕茧丝素蛋白溶液。按700nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1∶15000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.002‰调配蚕丝液。
实施例14
蚕丝经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；其中，在质量分数为0.05％的Na2CO3、蚕丝与Na2CO3水溶液比为1∶25和温度80℃条件下，经蒸煮60min进行脱胶；以含15％CaCl2与甲酸混合溶液为溶剂，在脱胶蚕丝与溶剂比为1∶15和温度为50℃条件下，将脱胶蚕丝溶解4h得到蚕丝丝素蛋白溶液。按800nm CaCO3粉体与丝素蛋白溶液的质量比为1∶15000，甲壳素、表面活性剂与纳米碳纤维质量浓度为0.002‰调配蚕丝液。
将实施例1-14调配好的蚕丝液(纳米CaCO3与丝素蛋白的混合溶液)放入“超空泡”混合器中，用氮气从“L”切线喷射头喷出产生“超空泡”效应，用以强化纳米CaCO3、丝素蛋白溶液、甲壳素、表面活性剂和纳米碳纤维等非均相流体之间快速传递效应，促进纳米CaCO3与丝素蛋白发生螯合作用，得到纳米CaCO3强化蚕丝纺丝液(复合纺丝液)。“超空泡”效应气体参数如表1。
表1“超空泡”效应气体参数
实施例 气体压力 气体线速度 实施例 气体压力 气体线速度
1 0.1MPa 10m/s 8 0.9MPa 70m/s
2 0.1MPa 10m/s 9 1.0MPa 100m/s
3 0.2MPa 20m/s 10 1.0MPa 90m/s
4 0.5MPa 30m/s 11 0.2MPa 20m/s
5 0.6MPa 40m/s 12 0.2MPa 30m/s
6 0.7MPa 50m/s 13 0.3MPa 40m/s
7 0.8MPa 60m/s 14 0.3MPa 0m/s
将实施例1-14所得纳米CaCO3强化蚕丝纺丝液在室温下从制丝机器喷丝口挤出，在空气中固化卷绕成丝，成丝后定长浸泡时间，分别得到相应实施例纳米CaCO3强化蚕丝。其中，固化卷绕及定长浸泡参数条件如表2。
表2固化卷绕及定长浸泡参数条件
实施例 卷绕速度 定长浸泡时间 定长浸泡溶液
1 0.01m/s 5h 35％甲醇+60％乙醇+5％食盐溶液
2 0.01m/s 5h 35％甲醇+60％乙醇+5％食盐溶液
3 0.05m/s 5h 39％甲醇+60％乙醇+1％食盐溶液
4 0.3m/s 5h 40％甲醇+55％乙醇+5％食盐溶液
5 0.4m/s 5h 40％甲醇+58％乙醇+2％食盐溶液
6 0.5m/s 4h 40％甲醇+57％乙醇+3％食盐溶液
7 0.5m/s 4h 40％甲醇+56％乙醇+4％食盐溶液
8 0.5m/s 6h 40％甲醇+58％乙醇+2％食盐溶液
9 0.5m/s 5h 40％甲醇+59％乙醇+1％食盐溶液
10 0.04m/s 5h 38％甲醇+58％乙醇+4％食盐溶液
11 0.4m/s 5h 40％甲醇+59％乙醇+1％食盐溶液
12 0.4m/s 5h 40％甲醇+58％乙醇+2％食盐溶液
13 0.5m/s 5h 39％甲醇+58％乙醇+3％食盐溶液
14 0.4m/s 6h 40％甲醇+58％乙醇+2％食盐溶液
将实施例1-14所得纳米CaCO3强化蚕丝在25℃、相对湿度50％恒温恒湿条件下存放平衡48小时，即得到所述纳米CaCO3强化蚕丝纤维。经测定，其性能如表3。
表3纳米CaCO3强化蚕丝纤维性能
实施例 断裂强度 断裂伸长率 断裂能 实施例 断裂强度 断裂伸长率 断裂能
1 100MPa 17％ 30J/g 8 400MPa 32％ 30J/g
2 150MPa 18％ 30J/g 9 450MPa 34％ 30J/g
3 200MPa 20％ 30J/g 10 500MPa 36％ 30J/g
4 270MPa 23％ 30J/g 11 270MPa 23％ 30J/g
5 300MPa 26％ 30J/g 12 290MPa 25％ 30J/g
6 350MPa 28％ 30J/g 13 240MPa 22％ 30J/g
7 380MPa 30％ 30J/g 14 260MPa 23％ 30J/g

Claims (9)

1.一种纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，其特征在于：将蚕丝脱胶后用溶剂溶解获得的丝素蛋白溶液与纳米CaCO3混合，使丝素蛋白中的氨基酸与纳米CaCO3粉体中的Ca进行鳌合，所得复合纺丝液在室温下进行纺丝，即得纳米CaCO3强化蚕丝纤维。
2.根据权利要求1所述的纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，其特征在于包括以下步骤
(1)将蚕丝或蚕茧经脱胶、中和、洗涤、烘干、溶剂溶解、分离和浓缩获得丝素蛋白溶液；
(2)将丝素蛋白溶液与纳米CaCO3、甲壳素、表面活性剂和纳米碳纤维用去离子水混合均匀，得到纳米CaCO3与丝素蛋白的混合溶液；
(3)纳米CaCO3与丝素蛋白的混合溶液经“超空泡”效应搅拌，实现丝素蛋白中的氨基酸与纳米CaCO3中的Ca鳌合获得复合纺丝液；
(4)复合纺丝液在室温下从制丝机器中喷出，在空气中固化卷绕，再经溶液定长浸泡与拉伸获得纳米CaCO3强化蚕丝纤维。
3.根据权利要求2所述的纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，其特征在于：所述纳米CaCO3为丝状、管状、条状、球状、层状中的一种或多种，纳米CaCO3尺寸为1nm～800nm。
4.根据权利要求2所述的纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，其特征在于步骤(1)中脱胶在蚕丝与脱胶溶剂质量比为1∶(25～30)、温度为80℃～110℃条件下蒸煮20min～60min，得到脱胶蚕丝；所述脱胶溶剂为质量分数0.05％～10％的Na2CO3水溶液。
5.根据权利要求2所述的纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，其特征在于步骤(1)中溶剂溶解在脱胶蚕丝与溶解溶剂质量比为1∶(15～30)、溶解温度为20℃～50℃条件下、溶解时间为1.0h～5.0h，得到丝素蛋白溶液；所述溶解溶剂为含CaCl21％～15％的甲酸/乙酸的混合溶液。
6.根据权利要求2所述的纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，其特征在于步骤(2)中纳米CaCO3与丝素蛋白溶液的质量比为1∶400～15000，纳米CaCO3与丝素蛋白的混合溶液中甲壳素、表面活性剂和纳米碳纤维三者占混合溶液总浓度的质量分数为0.001‰～1‰。
7.根据权利要求2所述的纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，其特征在于步骤(3)中“超空泡”效应由气体从“L”型高速切线喷头喷射出来形成“超空泡”；所述气体为氮气、氩气、CO2和氦气中的一种或多种，气体压力为0.1MPa～1.0MPa，气体线速度为1m/s～100m/s。
8.根据权利要求2所述的纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，其特征在于步骤(4)中固化卷绕的卷绕速度为0.01m/s～0.5m/s；所述定长浸泡的溶液为甲醇-乙醇-稀浓度食用盐水，其中甲醇、乙醇、食用盐的质量分数分别为20％～30％、40％～60％、0.5％～5％，定长浸泡的时间为0.5h～10.0h。
9.根据权利要求1所述的纳米CaCO3强化蚕丝纤维的制备方法，其特征在于：所述纳米CaCO3强化蚕丝纤维的断裂强度为100MPa～500MPa，断裂伸长率为14％～36％。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116004110A (zh) * 2023-01-13 2023-04-25 上海正欧实业有限公司 一种具有自润滑作用的耐磨聚氨酯地坪涂料及其制备方法
WO2023242849A1 (en) * 2022-06-16 2023-12-21 Yeda Research And Development Co. Ltd. Method for degumming silk fibers

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102912470A (zh) * 2012-10-19 2013-02-06 东华大学 一种金属氧化物纳米粒子增强增韧的再生蚕丝纤维及其制备方法
CN103498210A (zh) * 2013-08-21 2014-01-08 浙江理工大学 一种高强度再生蚕丝蛋白纤维的仿生制备方法
CN103572395A (zh) * 2013-11-14 2014-02-12 东华大学 一种增强增韧再生蚕丝纤维及其制备方法
CN105696098A (zh) * 2016-02-25 2016-06-22 苏州三和开泰花线织造有限公司 一种强韧化改性的单丝纳米蚕丝纤维及其制备方法
CN105926075A (zh) * 2016-05-13 2016-09-07 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种石墨烯改性的蚕丝纤维的制备方法
CN106835680A (zh) * 2016-12-13 2017-06-13 宁波芸生纺织品科技有限公司 一种碳酸钙增强蚕丝织物及其制备方法
CN107385909A (zh) * 2017-06-18 2017-11-24 常州布奇纺织有限公司 一种真丝织物的抗皱处理方法
CN206731103U (zh) * 2017-03-21 2017-12-12 北京化工大学 超空泡高速搅拌反应器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102912470A (zh) * 2012-10-19 2013-02-06 东华大学 一种金属氧化物纳米粒子增强增韧的再生蚕丝纤维及其制备方法
CN103498210A (zh) * 2013-08-21 2014-01-08 浙江理工大学 一种高强度再生蚕丝蛋白纤维的仿生制备方法
CN103572395A (zh) * 2013-11-14 2014-02-12 东华大学 一种增强增韧再生蚕丝纤维及其制备方法
CN105696098A (zh) * 2016-02-25 2016-06-22 苏州三和开泰花线织造有限公司 一种强韧化改性的单丝纳米蚕丝纤维及其制备方法
CN105926075A (zh) * 2016-05-13 2016-09-07 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种石墨烯改性的蚕丝纤维的制备方法
CN106835680A (zh) * 2016-12-13 2017-06-13 宁波芸生纺织品科技有限公司 一种碳酸钙增强蚕丝织物及其制备方法
CN206731103U (zh) * 2017-03-21 2017-12-12 北京化工大学 超空泡高速搅拌反应器
CN107385909A (zh) * 2017-06-18 2017-11-24 常州布奇纺织有限公司 一种真丝织物的抗皱处理方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023242849A1 (en) * 2022-06-16 2023-12-21 Yeda Research And Development Co. Ltd. Method for degumming silk fibers
CN116004110A (zh) * 2023-01-13 2023-04-25 上海正欧实业有限公司 一种具有自润滑作用的耐磨聚氨酯地坪涂料及其制备方法

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