CN110512299A - 一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维，所述纤维，含有2.6~9.1wt%的蛋白质、0.25~4.4wt%的石墨烯；本发明还提供上述纤维的制备方法，本发明制备的复合多功能石墨烯改性再生纤维素纤维中含有2.6~9.1wt%的蛋白质、0.25~4.4wt%的石墨烯；对大肠杆菌的抑菌率≥85.6%；对金黄色葡萄球菌抑菌率≥85.5%，远红外法向发射率≥0.83；远红外辐射温升≥1.5℃；纤维干断裂强度2.21~2.45cN/dtex，湿断裂强度1.16~1.35cN/dtex，断裂伸长率15.3~17.6%。本发明所述纤维的制备方法，蛋白质的流失少。

Description

一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织技术领域中化学纤维技术领域，具体来说涉及一种护肤保健、抗菌以及远红外复合多功能石墨烯改性蛋白质再生纤维素纤维及其制备方法。

背景技术

健康与环保是当今社会最受关注的话题之一。近年来，纺织行业陆续推出了许多有利于人体健康和环保的具有亲肤保健功能的纤维及其纺织品。由于再生纤维素纤维具有吸湿、透气性好，穿着舒适的特点，使对再生纤维素纤维的功能化改性获得了一个空前的发展机遇。在此基础上，人们对改性蛋白质再生纤维素纤维的开发进入了高速发展的阶段，取得了一定的成果。

中国专利ZL02138823.7、200410010327.3、200710168521.8、200910048098.7等公开了大豆蛋白改性的纤维素纤维及其制备方法；中国专利ZL200610016426.1、ZL200910153053.6、ZL201110329457.3、ZL201220387021.4、200910154855.9等公开了蚕丝改性的纤维素纤维及其制备方法；中国专利ZL200710097723.8公开了一种动物蛋白和植物纤维制造蛋白粘胶纤维方法，利用动物毛、皮等作原料制成蛋白液，提取动物蛋白质和植物纤维共纺。中国专利ZL200810163379.2公开了一种牛乳蛋白粘胶丝及其制备方法；中国专利201110170688.4公开了一种胶原蛋白/纤维素复合纤维及其制备方法；中国专利200910172139.3公开了一种花生蛋白纤维素共混复合纤维及制备方法；中国专利ZL201110206559.6公开了一种鸡毛再生蛋白粘胶纤维及其制备方法和应用；中国专利201010184697.4公开了牛奶蛋白共混再生纤维素纤维及其制备工艺；中国专利ZL200810302306.7、ZL200710097723.8公开了一种动物蛋白和植物纤维制造蛋白粘胶纤维的方法；中国专利ZL201210033741.0公开了一种羊毛蛋白复合粘胶纤维的生产工艺；中国专利ZL201210304512.8公开了一种蛹蛋白纤维素复合粘胶短纤纺丝液的制备方法；中国专利201110400581.4公开了一种再生动物微粉蛋白纤维素纤维及其制备方法。

上述蛋白质纤维的制备技术中大多采用溶液方式添加或者部分采用粉体方式添加，蛋白溶液添加存在纤维制备过程中蛋白质流失严重，而粉体添加存在蛋白质粉体遇碱溶胀，粒径过大，纺丝液过滤性能差等问题，阻碍了蛋白质纤维素纤维的进一步发展。

CN103510179B公开了一种谷朊蛋白再生纤维素纤维的制备方法，其公开了采用交联剂制备预交联谷朊蛋白质溶液，减少蛋白质的流失；但是其采用的1,3-二氯-2-丙醇和聚乙二醇二缩水甘油醚作为交联剂，由于醇类和醚类物质具有反应惰性，反应效率低，同时在氢氧化钠溶液中该交联剂稳定性差，并不适合制备蛋白质的碱性溶液。

CN103436986B公开了一种多肽大豆蛋白复合纤维的制备方法，公开的所采用的交联剂为丙烯酸交联剂，其使用的丙烯酸交联剂为酸性，只适合于聚乙烯醇体系，并而不适合于纤维素纤维体系。

中国专利ZL201210549357.6、CN201410670057.2、CN201510267761.8、CN201610029784.X、CN201610575909.9、CN201710671602.3、CN201710884919.5等公开了利用氧化石墨烯或者石墨烯共混改性的纤维素纤维及其制备方法。这些专利技术中要么利用氧化石墨烯首先制得氧化石墨烯纤维素纤维，然后利用水合肼等还原剂对该纤维进行还原，对纤维进行还原的缺点是还原时间长，纤维内部氧化石墨烯还原效果差且还原效率较低，且还原剂在后处理过程中很难去除，对纤维性能造成一定影响；要么采用的石墨烯层数较多或者石墨烯分散性较差，分散方法简单，使得石墨烯在应用时团聚严重，从而影响纺丝液的过滤性能和最终纤维的功能性。

CN106192063A公开了一种石墨烯粘胶纤维及其制备方法，将石墨烯与黄原胶、纺丝粘胶原液、茶树籽提取物、聚氧乙烯变性剂制备成缓冲组分，然后和乙醇溶液混合制备稳定液，然后和纺丝粘胶进行混合纺丝得到石墨烯粘胶纤维，其稳定液的制备方法复杂，同时添加的茶树籽提取物、聚氧乙烯变性剂均是酸性的，会与碱性的粘胶体系发生反应，进而导致功能降低或者影响纤维的可纺性。

CN104328523A公开了一种包含石墨烯的粘胶纤维及其制备方法，其采用特定的方法制备得到石墨烯，然后加入水进行分散，得到石墨烯分散液，然后与粘胶液共混，以高速搅拌机搅拌1小时，形成共混溶液，纺丝得到石墨烯粘胶纤维，但是该方法，石墨烯的制备工艺过于繁琐，并且共混时搅拌时间长，粘胶制备工艺和成型工艺条件均是常规工艺，并未调整，制备的纤维的伸长率低。

CN103046151A公开了一种石墨烯共混再生纤维素纤维及其制备方法，该方法是对制备的氧化石墨烯再生纤维素纤维进行还原，存在还原效率低，纤维内部的氧化石墨烯难以还原等问题，使得制备的纤维性能受到影响。

同时上述专利只是对纤维素纤维进行单一改性，即只是利用蛋白质或者石墨烯对纤维素纤维（粘胶纤维）进行改性。随着人们对织物舒适性、功能性要求的提高，复合多功能改性蛋白质再生纤维素纤维越来越受到重视。

综上所述，现有技术中采用石墨烯或者蛋白质单独对纤维素改性，存在以下不足：

（1）蛋白质以溶液形式添加到纺丝原液时，在纺丝成型和后处理过程中存在蛋白质流失严重的技术问题；

（2）以氧化石墨烯形式和纺丝原液共混，混合均匀，纺丝得到氧化石墨烯纤维，再还原得到石墨烯纤维，但是还原效率低，纤维内部的氧化石墨烯难以还原，影响纤维的功能性，但是如果在纺丝前进行氧化石墨烯的还原，然后进行纺丝，则会导致石墨烯在纤维中取向度小，还原后的石墨烯再次团聚等，影响纤维的机械性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维及其制备方法，实现以下发明目的：

（1）减少蛋白质的流失；

（2）在纺丝前进行氧化石墨烯的还原，提高还原率，同时避免还原后的石墨烯再次团聚，提高石墨烯在纤维中的取向度，提高纤维的机械性能。

为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维，所述纤维，含有2.6~9.1wt%的蛋白质、0.25~4.4wt%的石墨烯。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

该纤维对大肠杆菌的抑菌率≥85.6%，优选为85.6-93.6%；对金黄色葡萄球菌抑菌率≥85.5%，优选为85.5-95.7%；远红外法向发射率≥0.83，优选为0.83-0.95；远红外辐射温升≥1.5℃，优选为1.5-2.9℃；纤维干断裂强度2.21~2.45cN/dtex，湿断裂强度1.16~1.35cN/dtex，断裂伸长率15.3~17.6%，纤维服用性能优良，纺织加工性能好。

一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法：

包括以下步骤：

1、预交联蛋白质分散液的制备

将蚕丝或动物毛发，如猪毛、羊毛、鸡毛以及鸭毛等的下脚料清洗干净并干燥后，进行粉碎至粒径为25.26~40.38μm，得到蛋白粉体，按1:4~1:9的比例（蛋白粉体对氢氧化钠溶液的质量比）加入到浓度为质量分数为5.5%~6.5%的氢氧化钠溶液中，在温度为30～50℃、搅拌速度为700~1500r/min的条件下溶解15~30min，过滤后得10%~25%的蛋白质溶液。

将无醛交联剂加入到上述蛋白质溶液中，对蛋白质进行预交联得到预交联的蛋白质分散液，进一步提高蛋白质的聚合度，防止后续成型过程中蛋白质的流失。其中无醛交联剂：蚕丝或动物毛发等蛋白质的比例为1:5~1:10，预交联温度为30~60℃，预交联时间为30~90min。所用的无醛交联剂包括环氧氯丙烷树脂类、环氧树脂中的一种或两种的混合。

2、含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液的制备

按一定的比例将氧化石墨烯（粒径D90≤2.695μm，优选为2.253-2.695μm）加入到上述预交联蛋白质分散液中，其中氧化石墨烯与蛋白质的质量比为1:2~1:10。由于氧化石墨烯具有较好的亲水性，在充分搅拌下，氧化石墨烯能够均匀分散于上述含有预交联蛋白质的溶液中，分散时间为15~35min，搅拌转速为750~1000r/min。继续搅拌30~60min，对其氧化石墨烯进行充分分散，并利用该溶液中的氢氧化钠将氧化石墨烯部分还原为石墨烯，从而得到含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液。

3、共混纺丝原液的制备

以纤维素浆粕为原料，经过后续公知粘胶制备工序，制得纤维素纤维纺丝原液，其组成为甲种纤维素7.5~9.6%、氢氧化钠4.5~5.8%，将制备的多功能添加剂分散液按蛋白质对甲种纤维素有效成分计算，利用纺前注射工艺加入粘胶原液中，并通过动态混合器和静态混合器串联使用，实现多功能添加剂和纺丝原液的充分均匀混合，制备共混纺丝原液，其中蛋白质添加量为3.0~10.0%（对甲种纤维素），同时利用纺丝原液中的氢氧化钠对氧化石墨烯进行完全还原。

所用的动态混合器是行星齿轮动态混合器、动静齿圈式动态混合器或者球窝型动态混合器中的一种；所用的静态混合器是SK型静态混合器、SX型静态混合器或者SH型静态混合器中的一种。

4、纺丝及后处理

将所述共混纺丝原液通过纺丝装置和调整好的凝固浴形成初生丝束，所述凝固浴包括硫酸95～120g/L、硫酸钠260～315g/L，硫酸锌6.5～13.5g/L。初生丝束经过多级牵伸，其中喷丝头（一浴）牵伸35%~55%，盘间牵伸30%~45%，二浴牵伸8%~15%，三浴牵伸：8.0%~10.5%，使得纤维中的石墨烯的取向程度加大。所得丝束经过切断、缓和脱硫工艺、上油浴、水洗等精练浴以及烘干后，得到具有抗菌、远红外、护肤保健等多功能蛋白质纤维素纤维。所述脱硫浴：Na₂SO₃ 4.0～8.0g/L，脱硫温度：60~85℃，油浴：2.0～5.5g/L，不漂白，烘干温度：110～125℃，烘干时间为40～60min。

护肤保健、抗菌以及远红外复合多功能石墨烯改性蛋白质再生纤维素纤维的制备是以纤维素浆粕、蛋白质、氧化石墨烯等为主要原料，通过预交联工艺制备较稳定的蛋白质分散液，提高蛋白质的聚合度和分子量，减少蛋白质在纤维成型过程中的流失；将氧化石墨烯加入到上述预交联的蛋白质分散液中，利用氧化石墨烯表面积大等优点，将预交联蛋白质进行吸附，同样达到减少流失的效果，氧化石墨烯部分被还原为石墨烯；将制备的含有蛋白质和石墨烯的混合分散液利用纺前注射设备添加到纤维素纤维纺丝原液中，纺丝原液中的氢氧化钠进一步还原氧化石墨烯得到石墨烯，石墨烯与蛋白质结合也可以促进石墨烯的均匀分散，实现功能纤维柔性化生产，减少对大生产系统影响；通过动态混合器、静态混合器串联使用，实现功能性物质与纺丝原液的充分混合，保证混合均匀性；利用多级牵伸工艺，使纤维中的石墨烯取向度加大，提高纤维的强度；利用缓和脱硫工艺和烘干工艺，后续不漂白，进一步减少有效成分的分解和流失，保证了纤维的功能性。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1）本发明制备的复合多功能石墨烯改性再生纤维素纤维中含有2.6~9.1wt%的蛋白质、0.25~4.4wt%的石墨烯；对大肠杆菌的抑菌率≥85.6%，优选为85.6-93.6%；对金黄色葡萄球菌抑菌率≥85.5%，优选为85.5-95.7%；远红外法向发射率≥0.83，优选为0.83-0.95；远红外辐射温升≥1.5℃，优选为1.5-2.9℃；纤维干断裂强度2.21~2.45cN/dtex，湿断裂强度1.16~1.35cN/dtex，断裂伸长率15.3~17.6%。

2）本发明所述纤维的制备方法，蛋白质的流失少，蛋白质的流失率为3.8-13%。本专利技术通过一系列措施保证了纤维的多功能性，减少了助剂的流失。通过蛋白质溶液的预交联技术、氧化石墨烯助剂分散还原技术进一步减少了助剂流失和分散均匀性；利用纺前注射工艺、动态混合器和静态混合器串联使用，实现多功能添加剂和粘胶原液的充分均匀混合，保证了纤维的功能均匀性；利用缓和脱硫工艺和烘干工艺，后续不漂白，进一步减少有效成分的分解和流失，保证了纤维的功能性。

3）本发明在纺丝前进行氧化石墨烯的还原，通过两次还原，实现氧化石墨烯全部还原为石墨烯，同时石墨烯与蛋白质结合促进石墨烯的均匀分散，避免再次团聚，同时利用多级牵伸工艺，使纤维中的石墨烯取向度加大，提高纤维的强度。

4）与常规粘胶纤维相比，通过利用蛋白质赋予再生纤维素纤维护肤保健功能，利用石墨烯赋予再生纤维素纤维抗菌和远红外功能，使得制备的再生纤维素纤维复合多功能性，满足了人们的需要。

5）本发明中一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法简单，原料来源广泛，设备投资较少，在现有生产线上即可实现，易于实现产业化。

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

规格为1.33dtex*38mm，一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法如下：

1、预交联蛋白质分散液的制备

将蚕丝的下脚料清洗干净并干燥后，进行粉碎，得到蛋白粉体，粒径D90为25.26μm，然后按1:4的比例（蛋白粉体与氢氧化钠溶液的质量比）加入到质量分数为5.5%的氢氧化钠溶液中，在温度为30℃、搅拌速度为1500r/min的条件下溶解15min，过滤后得25%的蛋白质溶液；

将环氧氯丙烷树脂类无醛交联剂加入到上述蛋白质溶液中，环氧氯丙烷树脂类无醛交联剂：蛋白质的质量比例为1:5，预交联温度为60℃，预交联时间为30min，得到预交联蛋白质分散液。

2、含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液的制备

将氧化石墨烯（粒径D90为2.695μm）加入到上述预交联蛋白质分散液中，其中氧化石墨烯与蛋白质的质量比为1:2，分散时间为35min，搅拌转速750r/min。继续搅拌60min，对氧化石墨烯进行充分分散，并利用该溶液中的氢氧化钠将氧化石墨烯部分还原为石墨烯，从而得到含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液。

3、共混纺丝原液的制备

以纤维素浆粕为原料，经过后续公知粘胶制备工序，制得纤维素纤维纺丝原液，其组成为甲种纤维素7.5%、氢氧化钠4.5%，将上述制备的多功能添加剂分散液按蛋白质有效成分计算，蛋白质添加量为10.0%（对甲种纤维素）利用纺前注射工艺加入粘胶原液中，并通过行星齿轮动态混合器和SK型静态混合器串联使用，实现多功能添加剂和粘胶原液的充分均匀混合，制备共混纺丝原液，利用纺丝原液中的氢氧化钠进一步还原氧化石墨烯。

4、纺丝及后处理

将所述共混纺丝原液通过纺丝装置和调整好的凝固浴形成初生丝束，凝固浴组成为硫酸95g/L、硫酸钠260g/L，硫酸锌13.5g/L。初生丝束经过多级牵伸，凝固浴分为其中喷丝头（一浴）牵伸35%，盘间牵伸45%，二浴牵伸8%，三浴牵伸10.5%，使得纤维中的石墨烯的取向程度加大。所得丝束经过切断、缓和脱硫工艺、上油浴、水洗等精练浴以及烘干处理后得到纤维，其中脱硫浴：Na₂SO₃ 4.0g/L，脱硫温度：60℃，油浴：2.0g/L，不漂白，烘干温度：110℃，烘干时间为60min。

通过上述工艺得到规格为1.33dtex*38mm，具有护肤保健、抗菌以及远红外复合多功能蛋白质再生纤维素纤维，该纤维对大肠杆菌的抑菌率93.6%，对金黄色葡萄球菌95.7%，远红外法向发射率达到0.95，远红外辐射温升2.9℃，纤维干断裂强度2.45cN/dtex，湿断裂强度1.35cN/dtex，断裂伸长率15.3%，纤维中蛋白质的含量为9.1%，石墨烯含量为4.4%。

实施例2：

规格为1.56dtex*38mm，一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法如下：

1、预交联蛋白质分散液的制备

将动物毛发—鸭毛的下脚料清洗干净并干燥后，进行粉碎，得到蛋白粉体，粒径D90为32.17μm，按1:5的比例（蛋白粉体与氢氧化钠溶液的质量比）加入到质量分数为5.8%的氢氧化钠溶液中，在温度为36℃、搅拌速度为1225r/min的条件下溶解18min，过滤后得16.6%的蛋白质溶液；

将环氧氯丙烷树脂类无醛交联剂加入到上述蛋白质溶液中，其中环氧氯丙烷树脂类无醛交联剂：蛋白质的比例为1:6，预交联温度为53℃，预交联时间为45min，得到预交联蛋白质分散液。

2、含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液的制备

将氧化石墨烯（粒径D90为2.512μm）加入到上述预交联蛋白质分散液中，其中氧化石墨烯与蛋白质的质量比为1:3，分散时间为28min，搅拌转速815r/min。继续搅拌55min，对氧化石墨烯进行充分分散，并利用该溶液中的氢氧化钠将氧化石墨烯部分还原为石墨烯，从而得到含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液。

3、共混纺丝原液的制备

以纤维素浆粕为原料，经过后续公知粘胶制备工序，制得纤维素纤维纺丝原液，其组成为甲种纤维素8.2%、氢氧化钠4.8%，将上述制备的多功能添加剂分散液按蛋白质有效成分计算，蛋白质添加量为7.8%（对甲种纤维素），利用纺前注射工艺加入占纺丝原液中，并通过行星齿轮动态混合器和SX型静态混合器串联使用，实现多功能添加剂和粘胶原液的充分均匀混合，制备共混纺丝原液，利用纺丝原液中的氢氧化钠对氧化石墨烯进一步还原。

4、纺丝及后处理

将所述共混纺丝原液通过纺丝装置和调整好的凝固浴形成初生丝束，凝固浴组成为硫酸102g/L、硫酸钠283g/L，硫酸锌11.0g/L。初生丝束经过多级牵伸，凝固浴分为其中喷丝头（一浴）牵伸38%，盘间牵伸39.5%，二浴牵伸9.5%，三浴牵伸9.8%，使得纤维中的石墨烯的取向程度加大。所得丝束经过切断、缓和脱硫工艺、上油浴、水洗等精练浴以及烘干处理后得到纤维，其中脱硫浴：Na₂SO₃ 5.5g/L，脱硫温度：68℃，油浴：3.1g/L，不漂白，烘干温度：116℃，烘干时间为51min。

通过上述工艺得到规格为1.56dtex*38mm，具有护肤保健、抗菌以及远红外复合多功能蛋白质再生纤维素纤维，该纤维对大肠杆菌的抑菌率91.3%，对金黄色葡萄球菌93.2%，远红外法向发射率达到0.93，远红外辐射温升2.5℃，纤维干断裂强度2.38cN/dtex，湿断裂强度1.30cN/dtex，断裂伸长率16.2%，纤维中蛋白质的含量为7.5%，石墨烯含量为2.4%。

实施例3：

规格为2.22dtex*38mm，一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法如下：

1、预交联蛋白质分散液的制备

将动物毛发—羊毛的下脚料清洗干净并干燥后，进行粉碎，得到蛋白粉体，粒径D90为35.85μm，按1:7的比例（蛋白粉体与氢氧化钠溶液的质量比）加入到质量分数为6.1%的氢氧化钠溶液中，在温度为45℃、搅拌速度为950 r/min的条件下溶解23min，过滤后得12.5%的蛋白质溶液；

将环氧树脂类无醛交联剂加入到上述蛋白质溶液中，其中环氧树脂类无醛交联剂：蛋白质的比例为1:6，预交联温度为43℃，预交联时间为76min，得到预交联蛋白质分散液。

2、含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液的制备

将氧化石墨烯（粒径D90为2.376μm）加入到上述预交联蛋白质分散液中，其中氧化石墨烯与蛋白质的质量比为1:7，分散时间为20min，搅拌转速926r/min。继续搅拌41min，对氧化石墨烯进行充分分散，并利用该溶液中的氢氧化钠将氧化石墨烯部分还原为石墨烯，从而得到含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液。

3、共混纺丝原液的制备

以纤维素浆粕为原料，经过后续公知粘胶制备工序，制得纤维素纤维纺丝原液，其组成为甲种纤维素8.9%、氢氧化钠5.3%，将上述制备的多功能添加剂分散液按蛋白质有效成分计算，蛋白质添加量为5.6%（对甲种纤维素），利用纺前注射工艺加入占纺丝原液中，并通过动静齿圈式动态混合器和SH型静态混合器串联使用，实现多功能添加剂和粘胶原液的充分均匀混合，制备共混纺丝原液，利用纺丝原液中的氢氧化钠对氧化石墨烯进一步还原。

4、纺丝及后处理

将所述共混纺丝原液通过纺丝装置和调整好的凝固浴，凝固浴组成为硫酸110g/L、硫酸钠303g/L，硫酸锌8.6g/L。初生丝束经过多级牵伸，凝固浴分为其中喷丝头（一浴）牵伸46%，盘间牵伸35%，二浴牵伸12.6%，三浴牵伸8.6%，使得纤维中的石墨烯的取向程度加大。所得丝束经过切断、缓和脱硫工艺、上油浴、水洗等精练浴以及烘干处理后得到纤维，其中脱硫浴：Na₂SO₃ 7.2g/L，脱硫温度：73℃，油浴：4.4g/L，不漂白，烘干温度：119℃，烘干时间为45min。

通过上述工艺得到规格为2.22dtex*38mm，具有护肤保健、抗菌以及远红外复合多功能蛋白质再生纤维素纤维，该纤维对大肠杆菌的抑菌率88.2%，对金黄色葡萄球菌87.8%，远红外法向发射率达到0.90，远红外辐射温升2.1℃，纤维干断裂强度2.36cN/dtex，湿断裂强度1.21cN/dtex，断裂伸长率16.8%，纤维中蛋白质的含量为5.3%，石墨烯含量为0.73%。

实施例4：

规格为3.33dtex*51mm，一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法如下：

1、预交联蛋白质分散液的制备

将动物毛发—鸡毛的下脚料清洗干净并干燥后，进行粉碎，粒径D90为40.38 μm，按1:9的比例（鸡毛与氢氧化钠溶液的质量比）加入到质量分数为6.5%的氢氧化钠溶液中，在温度为50℃、搅拌速度为700r/min的条件下溶解30min，过滤后得10.0%的蛋白质溶液；

将环氧氯丙烷树脂类无醛交联剂和环氧树脂类无醛交联剂加入到上述蛋白质溶液中，其中无醛交联剂：蛋白质的比例为1:10，预交联温度为30℃，预交联时间为90min，得到预交联蛋白质分散液。

2、含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液的制备

将氧化石墨烯（粒径D90为2.253μm）加入到上述预交联蛋白质分散液中，其中氧化石墨烯与蛋白质的质量比为1:10，分散时间为15min，搅拌转速1000r/min。继续搅拌30min，对氧化石墨烯进行充分分散，并利用该溶液中的氢氧化钠将氧化石墨烯部分还原为石墨烯，从而得到含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液。

3、共混纺丝原液的制备

以纤维素浆粕为原料，经过后续公知粘胶制备工序，制得纤维素纤维纺丝原液，其组成为甲种纤维素9.6%、氢氧化钠5.8%，将上述制备的多功能添加剂分散液按蛋白质有效成分计算，蛋白质添加量为3.0%（对甲种纤维素），利用纺前注射工艺加入占纺丝原液中，并通过球窝型动态混合器和SH型静态混合器串联使用，实现多功能添加剂和粘胶原液的充分均匀混合，制备共混纺丝原液，利用纺丝原液中的氢氧化钠对氧化石墨烯进一步还原。

4、纺丝及后处理

将所述共混纺丝原液通过纺丝装置和调整好的凝固浴，凝固浴组成为硫酸120g/L、硫酸钠315g/L，硫酸锌6.5g/L。初生丝束经过多级牵伸，凝固浴分为其中喷丝头（一浴）牵伸55%，盘间牵伸30%，二浴牵伸15%，三浴牵伸8.0%，使得纤维中的石墨烯的取向程度加大。所得丝束经过切断、缓和脱硫工艺、上油浴、水洗等精练浴以及烘干处理后得到纤维，其中脱硫浴：Na₂SO₃ 8.0g/L，脱硫温度：85℃，油浴：5.0g/L，不漂白，烘干温度：125℃，烘干时间为40min。

通过上述工艺得到规格为3.33dtex*51mm，具有护肤保健、抗菌以及远红外复合多功能蛋白质再生纤维素纤维，该纤维对大肠杆菌的抑菌率85.6%，对金黄色葡萄球菌85.5%，远红外法向发射率达到0.83，远红外辐射温升1.5℃，纤维干断裂强度2.21cN/dtex，湿断裂强度1.16cN/dtex，断裂伸长率17.6%，纤维中蛋白质的含量为2.6%，石墨烯含量为0.25%。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维，其特征在于：所述纤维，含有2.6~9.1wt%的蛋白质、0.25~4.4wt%的石墨烯。

2.根据权利要求1所述的一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维，其特征在于：所述纤维，远红外法向发射率≥0.83，远红外辐射温升≥1.5℃，干断裂强度2.21~2.45cN/dtex，断裂伸长率15.3~17.6%。

3.一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述制备方法，包括预交联蛋白质分散液的制备、含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液的制备、共混纺丝原液的制备、纺丝及后处理。

4.根据权利要求3所述的一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述预交联蛋白质分散液的制备，将蚕丝或动物毛发，清洗、干燥后，进行粉碎至粒径为25.26~40.38μm，得到蛋白粉体，加入到质量浓度为5.5%~6.5%的氢氧化钠溶液中，在温度为30～50℃下搅拌溶解，过滤后得10%~25%的蛋白质溶液；将无醛交联剂加入到上述蛋白质溶液中，经预交联，得到预交联蛋白质分散液。

5.根据权利要求4所述的一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述蛋白粉体与氢氧化钠溶液的质量比为1:4~1:9；所述无醛交联剂与蛋白质的质量比例为1:5~1:10；所述无醛交联剂为环氧氯丙烷树脂类、环氧树脂中的一种或两种的混合。

6.根据权利要求4所述的一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述搅拌溶解，搅拌速度为700~1500r/min下溶解15~30min；

所述预交联，预交联温度为30~60℃，预交联时间为30~90min。

7.根据权利要求3所述的一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液的制备，将氧化石墨烯加入到预交联蛋白质分散液中，分散时间为15~35min，搅拌转速为750~1000r/min；继续搅拌30~60min，得到含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液；所述氧化石墨烯与蛋白质的质量比为1:2~1:10；所述氧化石墨烯粒径D90≤2.695μm。

8.根据权利要求3所述的一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述共混纺丝原液的制备，将含蛋白质和石墨烯的多功能添加助剂分散液加入粘胶原液中，均匀混合，制备共混纺丝原液，所述蛋白质占粘胶原液中甲种纤维素的质量百分比为3.0~10.0%；所述粘胶原液，甲种纤维素含量为7.5~9.6%、氢氧化钠含量为4.5~5.8%。

9.根据权利要求3所述的一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：

所述纺丝，凝固浴组成为硫酸95～120g/L、硫酸钠260～315g/L，硫酸锌6.5～13.5g/L，喷丝头牵伸35%~55%，盘间牵伸30%~45%，二浴牵伸8%~15%，三浴牵伸：8.0%~10.5%。

10.根据权利要求3所述的一种复合多功能蛋白质再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：所述后处理，脱硫浴中Na₂SO₃ 浓度为4.0～8.0g/L，脱硫温度：60~85℃，油浴：2.0～5.5g/L，不漂白，烘干温度：110～125℃，烘干时间为40～60min。