CN108517571A - 一种导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，以盐/甲酸溶解体系溶解脱胶蚕丝获得再生丝素蛋白溶液；采用静电纺丝方法制备纳米纤维膜，将其置于乙醇中得到结构和性能稳定的再生丝素蛋白纳米纤维膜；将该膜浸泡在氯化铁溶液中一段时间取出；将浸有氯化铁溶液的再生丝素蛋白纳米纤维膜置于含有吡咯单体的容器上进行充分的氧化反应，在纤维膜的表面生成聚吡咯，即可得到导电再生丝素蛋白纳米纤维膜。本发明所述制备方法简单、流程短、方便操作。

Description

一种导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法
技术领域
本发明涉及一种导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法。
背景技术
蚕丝是人类最早使用的动物纤维之一，已有6000多年的历史，是天然纤维中最高贵的品种，被誉为“纤维皇后”，生丝的价格达到40万元/吨以上，是涤纶纤维的30～40倍，是棉纤维的7～8倍。蚕丝制品也一直是高档的象征，虽价格昂贵但因其各种优异性能一直受到消费者的青睐，如蚕丝织物的珍珠般柔和的光泽、柔软滑糯的手感、良好的悬垂性和飘逸感、优异的贴肤感、极好的吸湿性和透气性等是其他纤维制品所无法比拟的。但是，蚕丝织物也存在一定的缺陷，如：难以取得好的色牢度、易缩水、泛黄、摩擦易引起损伤、容易被污染、易起皱、对酸碱敏感、导电性差等。
研究发现蚕丝的高比电阻对产品加工与使用具有很大的影响：含水率为10％时，蚕丝的质量比电阻为109Ωg/cm，在相对湿度为65％的条件下，蚕丝的质量比电阻达到1010Ωg/cm；特别是在低温及干燥情况下，蚕丝的质量比电阻更是达到1014Ωg/cm，容易产生静电。特别是，目前蚕丝与其他天然纤维羊毛、羊绒以及涤纶、PTT纤维、outlast纤维等混纺或复合的产品越来越多，静电问题日趋严重，对蚕丝织物的生产以及服装的使用造成了严重的影响。如：纺织生产中因静电产生的纱线缠绕罗拉、缠丝断头、纱线纠结等现象，严重影响织物的加工生产；服装面料的静电不仅会产生吸附灰尘以及缠身裹腿等现象，影响产品外观及降低产品档次，还会对人体产生电击感，影响人体健康。
目前改进织物抗静电效果的途径主要有两种：其一为采用抗静电剂对织物进行表面处理，此种方法获得的抗静电效果持久性差，在使用与洗涤后抗静电效果容易丧失；其二为采用导电纤维以一定的形式、比例织入织物，使织物获得较为持久的抗静电效果。目前的导电纤维主要有金属型和非金属型。金属型主要为不锈钢纤维，但金属纤维密度大，纺纱与织造均有一定的困难，而且金属纤维对织物的手感、服用性能均会产生不良影响。非金属型导电纤维一般是以高聚物纤维为基础，采用与导电材料粉体共混纺丝、电镀、化学镀或真空沉积等方法，使其获得一定的导电效果，然后将这种纤维按一定比例与其他纤维混纺或交织，从而使织物达到防静电效果。
由此看来，导电性蚕丝纤维的开发对于新型丝绸产品的升级换代具有十分重要的意义，能取得良好的经济效益和社会效益。目前导电纤维的制备一般以合成纤维为基础，对天然纤维进行导电处理的研究较少。而随着化纤原料——石油等天然资源的日益短缺，甚至逐渐枯竭，目前在纤维消费中占50％以上的涤纶、锦纶等合成纤维制品的发展将受到严重制约，天然纤维资源的深度开发利用是纺织行业发展的重要途径。显然对蚕丝这类昂贵、高档纺织品的高价值化、功能化再生加工利用，无论从节约天然纤维资源，建立节约型社会，还是提高高档天然生物质纤维资源的使用价值的角度来看都具有十分重要的经济和社会意义。
发明内容
本发明提供了一种导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，用以解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：再生丝素蛋白溶液的制备，将脱胶蚕丝溶解于盐与甲酸形成的溶解体系中，形成再生丝素蛋白溶液；
步骤二：再生丝素纳米纤维膜的制备的制备，所述再生丝素蛋白溶液采用静电纺丝机进行静电纺丝，获得再生丝素纳米纤维膜；
步骤三：导电再生丝素纳米纤维膜的制备，在所述再生丝素纳米纤维膜的表面接枝导电聚合物，获得导电再生丝素蛋白膜。
作为优选，所述步骤一中，所述溶解体系中所述盐浓度为1.0～10.0wt.％，所述甲酸浓度为10～98wt.％。
作为优选，所述再生丝素纳米纤维膜进行步骤三操作之前，经过乙醇溶液浸泡。
作为优选，浸泡时间为30min-120min。
作为优选，所述步骤三中，在所述再生丝素纳米纤维膜的表面接枝导电聚合物的具体操作为，将所述再生丝素纳米纤维膜置于氯化铁溶液中，取出后置于含有吡咯单体的容器上充分反应，获得导电再生丝素纳米纤维膜的制备。
作为优选，所述氯化铁溶液的浓度为0.5-10wt.％。
作为优选，设置反应温度为-10℃或10℃或20℃或30℃，设置反应时间为 12h或24h或36h。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明所述导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，以盐/甲酸溶解体系溶解脱胶蚕丝获得再生丝素蛋白溶液；采用静电纺丝方法制备纳米纤维膜，将其置于乙醇中得到结构和性能稳定的再生丝素蛋白纳米纤维膜；将该膜浸泡在氯化铁溶液中一段时间取出；将浸有氯化铁溶液的再生丝素蛋白纳米纤维膜置于含有吡咯单体的容器上进行充分的氧化反应，在纤维膜的表面生成聚吡咯，即可得到导电再生丝素蛋白纳米纤维膜。本发明所述制备方法简单、流程短、方便操作。导电再生丝素纳米纤维膜的制备介质有导电聚合物，可以将产生的静电消除，提高再生丝素蛋白膜的使用性能。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。
一种导电再生丝素蛋白纳米纤维膜，包括纤维膜本体和接枝在所述纤维膜本体上的导电聚合物，所述导电聚合物为聚吡咯。
所述导电再生丝素蛋白纳米纤维膜上接枝导电聚合物，可以将产生的静电消除，提高导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的使用性能。
实施例一
一种导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：再生丝素蛋白溶液的制备，将脱胶蚕丝溶解于盐与甲酸形成的溶解体系中，形成再生丝素蛋白溶液，其中，所述溶解体系中所述盐浓度为3wt.％，所述甲酸浓度为40wt.％；
步骤二：再生丝素纳米纤维膜的制备，所述再生丝素蛋白溶液采用静电纺丝机进行静电纺丝，获得再生丝素纳米纤维膜；
步骤三：导电再生丝素纳米纤维膜的制备，所述再生丝素纳米纤维膜经过乙醇溶液浸泡60min后，在所述再生丝素纳米纤维膜的表面接枝导电聚合物，获得导电再生丝素蛋白膜，具体步骤为：将所述再生丝素纳米纤维膜置于氯化铁溶液中，取出后置于含有吡咯单体的容器上充分反应，获得导电再生丝素纳米纤维膜的制备，设置所述氯化铁溶液的浓度为3wt.％，设置反应温度为10℃，设置反应时间为24h。
实施例二
一种导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：再生丝素蛋白溶液的制备，将脱胶蚕丝溶解于盐与甲酸形成的溶解体系中，形成再生丝素蛋白溶液，其中，所述溶解体系中所述盐浓度为9.0wt.％，所述甲酸浓度为60wt.％；
步骤二：再生丝素蛋白膜的制备，所述再生丝素蛋白溶液采用静电纺丝机进行静电纺丝，获得再生丝素纳米纤维膜；
步骤三：导电再生丝素纳米纤维膜的制备，所述再生丝素纳米纤维膜经过乙醇溶液浸泡90min后，在所述再生丝素纳米纤维膜的表面接枝导电聚合物，获得导电再生丝素蛋白膜，具体步骤为：将所述再生丝素纳米纤维膜置于氯化铁溶液中，取出后置于含有吡咯单体的容器上充分反应，获得导电再生丝素纳米纤维膜的制备，设置所述氯化铁溶液的浓度为9wt.％，设置反应温度为30℃，设置反应时间为36h。
本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：再生丝素蛋白溶液的制备，将脱胶蚕丝溶解于盐与甲酸形成的溶解体系中，形成再生丝素蛋白溶液；
步骤二：再生丝素纳米纤维膜的制备，所述再生丝素蛋白溶液采用静电纺丝机进行静电纺丝，获得再生丝素纳米纤维膜；
步骤三：导电再生丝素纳米纤维膜的制备，在所述再生丝素纳米纤维膜的表面接枝导电聚合物，获得导电再生丝素蛋白膜。
2.根据权利要求1所述的导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述溶解体系中所述盐浓度为1.0～10.0wt.％，所述甲酸浓度为10～98wt.％。
3.根据权利要求1所述的导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述再生丝素纳米纤维膜进行步骤三操作之前，经过乙醇溶液浸泡。
4.根据权利要求3所述的导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，浸泡时间为30min-120min。
5.根据权利要求1所述的导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，在所述再生丝素纳米纤维膜的表面接枝导电聚合物的具体操作为，将所述再生丝素纳米纤维膜置于氯化铁溶液中，取出后置于含有吡咯单体的容器上充分反应，获得导电再生丝素纳米纤维膜的制备。
6.根据权利要求5所述的导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述氯化铁溶液的浓度为0.5-10wt.％。
7.根据权利要求5所述的导电再生丝素蛋白纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，设置反应温度为-10℃或10℃或20℃或30℃，设置反应时间为12h或24h或36h。
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