CN112900088A - 一种生物改性面料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物改性面料及其制备方法，涉及纺织面料技术领域。本发明先用氢氧化钠和氯化亚砜对聚丙烯腈纤维进行预处理，制得预处理聚丙烯腈纤维，然后将壳聚糖与含有硅烷偶联剂的的大豆分离蛋白混合，制得预改性壳聚糖，随后，将预改性壳聚糖依次与十二烷基硫酸钠和月桂酸反应，制得改性壳聚糖，最后，将改性壳聚糖与预处理聚丙烯腈纤维混合反应后，制得预改性聚丙烯腈纤维，将预改性聚丙烯腈纤维与β‑环糊精溶液混合反应，并于催化剂和交联剂的作用下交联，制得改性聚丙烯腈纤维，将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂溶液中进行倍捻后，再经纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。本发明制备的生物改性面料具有优良的力学性能和耐磨性。
Description
技术领域
本发明涉及纺织面料技术领域，具体为一种生物改性面料及其制备方法。
背景技术
腈纶纤维，学名聚丙烯腈纤维，是以丙烯腈为主要单体(含量大于85％)与少量其他单体共聚，经纺丝加工而成的纤维。它的主要特点是外观、手感、弹性、保暖性等方面类似羊毛，所以有“合成羊毛”之称。腈纶纤维的用途广泛，原料丰富，发展速度很快，现今已是三大合成纤维之一，其产量仅次于涤纶和尼龙。
腈纶表面不光滑，有树皮状沟槽纹路。腈纶内部有一定的微孔，截面基本呈圆形或腰圆形，随纺丝方法不同而异。腈纶纤维的强度为1.76-3.08cN/dex，断裂伸长率为25％～46％，伸长弹性近似于羊毛。腈纶纤维的熔点不明显，在200℃内不发生热分解和变色，但开始软化，在300℃时接近分解点。腈纶纤维的耐日光性和耐气候性特别好，经日晒800h，强力损失为10％～25％。腈纶纤维在标准大气条件下的回潮率为2％。腈纶纤维耐虫蛀、耐霉菌，对一般化学药品的稳定性较好。
但是腈纶的耐磨性、力学性能和染色性能并不佳，因此需对腈纶进行一定处理以提高腈纶的使用性能。如今生物改性是一种较为环保的改性方法，因此本发明采取一种生物改性的方法使腈纶具有较好的耐磨性、力学性能和染色性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生物改性面料及其制备方法，以解决上目前弹性纤维拉伸率不足的问题。
一种生物改性面料，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：75～90份预处理聚丙烯腈纤维，10～25份改性壳聚糖，10～20份β-环糊精；所述预处理聚丙烯腈纤维为纤维表面含有酰氯强极性基团的聚丙烯腈纤维；所述改性壳聚糖中包大豆分离蛋白、月桂酸和壳聚糖。
作为优化，所述改性壳聚糖通过大豆分离蛋白接枝于预处理聚丙烯腈纤维，并且通过交联剂与β-环糊精进行交联；所述交联剂为柠檬酸。
作为优化，所述改性壳聚糖与大豆分离蛋白间通过3-氨丙基三乙氧基硅烷连接。
作为优化，所述壳聚糖为脱乙酰度70～90％的壳聚糖混合物。
作为优化，所述生物改性面料主要包括以下重量份数的原料组分：90份预处理聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精。
作为优化，一种生物改性面料的制备方法，主要包括以下制备步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维与氢氧化钠溶液中处理后，再置于氯化亚砜气体中处理，得预处理聚丙烯腈纤维；
(2)将壳聚糖溶于醋酸溶液中，并加入十二烷基硫酸钠，调节pH至中性后，过滤，干燥，得预处理壳聚糖；
(3)将大豆分离蛋白分散于水中，并加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基二碳亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌混合后，透析，去除小分子，得改性大豆分离蛋白分散液，将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖混合，搅拌反应后，冷冻干燥，得预改性壳聚糖；
(4)将步骤(3)所得预改性壳聚糖与月桂酸混合于乙醇溶液中搅拌反应后，过滤，干燥，得改性壳聚糖；
(5)按重量分数计，依次称取各原料，将步骤(4)所得改性壳聚糖分散于水中，并加入步骤(1)所得预处理聚丙烯腈纤维，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性聚丙烯腈纤维；将预改性聚丙烯腈纤维与β-环糊精溶液混合，并加入柠檬酸和磷酸二氢钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼干燥，得改性聚丙烯腈纤维；将改性聚丙烯腈纤维经倍捻、纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。
作为优化，所述生物改性面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维与质量分数为10％的氢氧化钠溶液按质量比1:5～1:8混合，于温度为80℃的条件下反应10～12min后，得过滤，洗涤，干燥，得预处理聚丙烯腈纤维坯料，将预处理聚丙烯腈纤维坯料置于预处理聚丙烯腈纤维质量0.1～0.2倍的氯化亚砜气体中，于温度为110℃的条件下处理10～18min后，得预处理聚丙烯腈纤维；
(2)将壳聚糖溶于壳聚糖质量10倍的质量分数为1～3％的醋酸溶液中，并加入壳聚糖质量0.4～0.8倍的十二烷基硫酸钠，搅拌混合4～5h后，壳聚糖混合液，用质量分数为2～3％的氢氧化钠溶液得调节pH壳聚糖混合液至中性后，过滤，得预处理壳聚糖坯料，将预处理壳聚糖坯料于温度为75℃的条件下干燥至恒重，得预处理壳聚糖；
(3)将大豆分离蛋白与水按质量比1:30～1:40混合于烧杯中，并向烧杯中加入大豆分离蛋白质量0.15～0.20倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷，大豆分离蛋白质量0.8～0.9倍的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.8～2.0倍的N-羟基琥珀酰亚胺，于室温条件下搅拌混合1～2h后，透析，去除小分子，得改性大豆分离蛋白分散液，将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖按质量比25:1～28:1混合，于温度为80℃的条件下搅拌反应23～25h后，冷冻干燥，得预改性壳聚糖；
(4)将步骤(3)所得预改性壳聚糖与月桂酸按质量比3:1～6:1混合于预改性壳聚糖质量3～5倍的质量分数为50％的乙醇溶液中，于室温条件下搅拌反应3～4h后，过滤，得改性壳聚糖坯料，将改性壳聚糖坯料于温度为60℃的条件下干燥至恒重，得改性壳聚糖；
(5)按重量分数计，依次称取90份预处理聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精，将步骤(4)所得改性壳聚糖分散于水中，并加入步骤(1)所得预处理聚丙烯腈纤维，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性聚丙烯腈纤维；将β-环糊精与水按质量比1:10混合，并加入预改性聚丙烯腈纤维，β-环糊精质量0.1～0.3倍的柠檬酸和β-环糊精质量0.1～0.2倍的磷酸二氢钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3～4h后，得改性聚丙烯腈纤维；将改性聚丙烯腈纤维经倍捻、纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。
作为优化，步骤(3)所述透析所用透析袋为截留分子量1000～1800的透析袋。
作为优化，步骤(5)所述制得的生物改性面料的克重为170～190g/m2。
作为优化，步骤(5)所述表面活性剂溶液为质量分数为5％的司盘-80溶液或质量分数为3％的十二烷基苯磺酸钠溶液中任意一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在制备生物改性面料时加入含有大豆分离蛋白、月桂酸的改性壳聚糖，并加入β-环糊精。
首先，聚丙烯腈纤维在经过预处理后，聚丙烯腈纤维表面形成凹坑，且凹坑内部含有极性较强的酰氯基团，在与改性壳聚糖中的大豆分离蛋白接触后，可与大豆分离蛋白中的氨基和羟基形成不可逆的交联，从而将改性壳聚糖吸附于聚丙烯腈纤维表面，由于大豆分离蛋白的存在，可有效提高产品的吸湿性，其次，大豆分离蛋白通过硅烷偶联剂与壳聚糖相连，从而在大豆分离白接枝于聚丙烯腈纤维表面时，将壳聚糖也接枝于聚丙烯腈表面，由于壳聚糖的存在，因此，可在改性聚丙烯腈纤维与β-环糊精溶液混合后，壳聚糖与β-环糊精在交联剂的作用于聚丙烯腈表面形成交联网络，从而提高聚丙烯腈的强度；
再者，本发明在制备改性壳聚糖时使用月桂酸对预改性壳聚糖进行处理，由于壳聚糖在预处理的过程中，可在十二烷基硫酸钠的保护下，防止氨基与蛋白质中的羟基或羧基反应，在预改性壳聚糖改性过程中，壳聚糖中被保护的氨基可与月桂酸发生接枝反应，从而在壳聚糖与β-环糊精形成的交联网络上形成梳状化合物，进而提高聚丙烯腈的耐磨性；并且，在聚丙烯腈纤维使用过程中，壳聚糖上接枝的梳状分子可与壳聚糖与β-环糊精形成的交联网络发生缠绕，从而进一步提高产品的强度。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的生物改性面料的各指标测试方法如下：
力学性能：使用万能拉力仪测试各实施例所得聚丙烯腈纤维与对比例产品的断裂强度和断裂伸长率。
耐磨性：将各实施例所得生物改性面料与对比例产品于相同环境中，于8N/cm2的条件下摩擦200次后，测量面料的磨损量。
实施例1
一种生物改性面料，按重量份数计，主要包括：90份预处理聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精。
一种生物改性面料的制备方法，所述生物改性面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维与质量分数为10％的氢氧化钠溶液按质量比1:6混合，于温度为80℃的条件下反应11min后，得过滤，得预处理聚丙烯腈纤维坯料，将预处理聚丙烯腈纤维坯料用去离子水洗涤6次后，并于温度为80℃的条件下干燥3h，将预处理聚丙烯腈纤维坯料置于预处理聚丙烯腈纤维质量0.15倍的氯化亚砜气体中，于温度为110℃的条件下处理15min后，得预处理聚丙烯腈纤维；
(2)将壳聚糖溶于壳聚糖质量10倍的质量分数为2％的醋酸溶液中，并加入壳聚糖质量0.5倍的十二烷基硫酸钠，搅拌混合4.5h后，壳聚糖混合液，用质量分数为2.5％的氢氧化钠溶液得调节pH壳聚糖混合液至中性后，过滤，得预处理壳聚糖坯料，将预处理壳聚糖坯料于温度为75℃的条件下干燥至恒重，得预处理壳聚糖；
(3)将大豆分离蛋白与水按质量比1:35混合于烧杯中，并向烧杯中加入大豆分离蛋白质量0.18倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷，大豆分离蛋白质量0.85倍的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.9倍的N-羟基琥珀酰亚胺，于室温条件下搅拌混合1.5h后，透析，去除小分子，得改性大豆分离蛋白分散液，将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖按质量比26:1混合，于温度为80℃的条件下搅拌反应24h后，冷冻干燥，得预改性壳聚糖；
(4)将步骤(3)所得预改性壳聚糖与月桂酸按质量比4:1混合于预改性壳聚糖质量4倍的质量分数为50％的乙醇溶液中，于室温条件下搅拌反应3h后，过滤，得改性壳聚糖坯料，将改性壳聚糖坯料于温度为60℃的条件下干燥至恒重，得改性壳聚糖；
(5)按重量分数计，依次称取90份步骤(1)所得预处理聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精，将步骤(4)所得改性壳聚糖分散于水中，并加入步骤(1)所得预处理聚丙烯腈纤维，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性聚丙烯腈纤维；将β-环糊精与水按质量比1:10混合，并加入预改性聚丙烯腈纤维，β-环糊精质量0.12倍的柠檬酸和β-环糊精质量0.15倍的磷酸二氢钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3.5h后，得改性聚丙烯腈纤维；将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂溶液中倍捻后，再经纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。
作为优化，步骤(3)所述透析所用透析袋为截留分子量1500的透析袋。
作为优化，步骤(5)所述制得的生物改性面料的克重为180g/m2。
作为优化，步骤(5)所述表面活性剂溶液为质量分数为3％的十二烷基苯磺酸钠溶液。
实施例2
一种生物改性面料，按重量份数计，主要包括：90份聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精。
一种生物改性面料的制备方法，所述生物改性面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将壳聚糖溶于壳聚糖质量10倍的质量分数为2％的醋酸溶液中，并加入壳聚糖质量0.5倍的十二烷基硫酸钠，搅拌混合4.5h后，壳聚糖混合液，用质量分数为2.5％的氢氧化钠溶液得调节pH壳聚糖混合液至中性后，过滤，得预处理壳聚糖坯料，将预处理壳聚糖坯料于温度为75℃的条件下干燥至恒重，得预处理壳聚糖；
(2)将大豆分离蛋白与水按质量比1:35混合于烧杯中，并向烧杯中加入大豆分离蛋白质量0.18倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷，大豆分离蛋白质量0.85倍的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.9倍的N-羟基琥珀酰亚胺，于室温条件下搅拌混合1.5h后，透析，去除小分子，得改性大豆分离蛋白分散液，将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(1)所得预处理壳聚糖按质量比26:1混合，于温度为80℃的条件下搅拌反应24h后，冷冻干燥，得预改性壳聚糖；
(3)将步骤(2)所得预改性壳聚糖与月桂酸按质量比4:1混合于预改性壳聚糖质量4倍的质量分数为50％的乙醇溶液中，于室温条件下搅拌反应3h后，过滤，得改性壳聚糖坯料，将改性壳聚糖坯料于温度为60℃的条件下干燥至恒重，得改性壳聚糖；
(4)按重量分数计，依次称取90份聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精，将步骤(3)所得改性壳聚糖分散于水中，并加入聚丙烯腈纤维，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性聚丙烯腈纤维；将β-环糊精与水按质量比1:10混合，并加入预改性聚丙烯腈纤维，β-环糊精质量0.12倍的柠檬酸和β-环糊精质量0.15倍的磷酸二氢钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3.5h后，得改性聚丙烯腈纤维；将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂溶液中倍捻后，再经纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。
作为优化，步骤(2)所述透析所用透析袋为截留分子量1500的透析袋。
作为优化，步骤(4)所述制得的生物改性面料的克重为180g/m2。
作为优化，步骤(4)所述表面活性剂溶液为质量分数为3％的十二烷基苯磺酸钠溶液。
实施例3
一种生物改性面料，按重量份数计，主要包括：90份预处理聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精。
一种生物改性面料的制备方法，所述生物改性面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维与质量分数为10％的氢氧化钠溶液按质量比1:6混合，于温度为80℃的条件下反应11min后，得过滤，得预处理聚丙烯腈纤维坯料，将预处理聚丙烯腈纤维坯料用去离子水洗涤6次后，并于温度为80℃的条件下干燥3h，将预处理聚丙烯腈纤维坯料置于预处理聚丙烯腈纤维质量0.15倍的氯化亚砜气体中，于温度为110℃的条件下处理15min后，得预处理聚丙烯腈纤维；
(2)将壳聚糖溶于壳聚糖质量10倍的质量分数为2％的醋酸溶液中，并加入壳聚糖质量0.5倍的十二烷基硫酸钠，搅拌混合4.5h后，壳聚糖混合液，用质量分数为2.5％的氢氧化钠溶液得调节pH壳聚糖混合液至中性后，过滤，得预处理壳聚糖坯料，将预处理壳聚糖坯料于温度为75℃的条件下干燥至恒重，得预处理壳聚糖；
(3)将大豆分离蛋白与水按质量比1:35混合于烧杯中，并向烧杯中加入大豆分离蛋白质量0.18倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷，大豆分离蛋白质量0.85倍的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.9倍的N-羟基琥珀酰亚胺，于室温条件下搅拌混合1.5h后，透析，去除小分子，得改性大豆分离蛋白分散液，将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖按质量比26:1混合，于温度为80℃的条件下搅拌反应24h后，冷冻干燥，得改性壳聚糖；
(4)按重量分数计，依次称取90份步骤(1)所得预处理聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精，将步骤(3)所得改性壳聚糖分散于水中，并加入步骤(1)所得预处理聚丙烯腈纤维，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性聚丙烯腈纤维；将β-环糊精与水按质量比1:10混合，并加入预改性聚丙烯腈纤维，β-环糊精质量0.12倍的柠檬酸和β-环糊精质量0.15倍的磷酸二氢钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3.5h后，得改性聚丙烯腈纤维；将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂溶液中倍捻后，再经纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。
作为优化，步骤(3)所述透析所用透析袋为截留分子量1500的透析袋。
作为优化，步骤(4)所述制得的生物改性面料的克重为180g/m2。
作为优化，步骤(4)所述表面活性剂溶液为质量分数为3％的十二烷基苯磺酸钠溶液。
实施例4
一种生物改性面料，按重量份数计，主要包括：90份预处理聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精。
一种生物改性面料的制备方法，所述生物改性面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维与质量分数为10％的氢氧化钠溶液按质量比1:6混合，于温度为80℃的条件下反应11min后，得过滤，得预处理聚丙烯腈纤维坯料，将预处理聚丙烯腈纤维坯料用去离子水洗涤6次后，并于温度为80℃的条件下干燥3h，将预处理聚丙烯腈纤维坯料置于预处理聚丙烯腈纤维质量0.15倍的氯化亚砜气体中，于温度为110℃的条件下处理15min后，得预处理聚丙烯腈纤维；
(2)将大豆分离蛋白与水按质量比1:35混合于烧杯中，并向烧杯中加入大豆分离蛋白质量0.18倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷，大豆分离蛋白质量0.85倍的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.9倍的N-羟基琥珀酰亚胺，于室温条件下搅拌混合1.5h后，透析，去除小分子，得改性大豆分离蛋白分散液，将改性大豆分离蛋白分散液与壳聚糖按质量比26:1混合，于温度为80℃的条件下搅拌反应24h后，冷冻干燥，得预改性壳聚糖；
(3)将步骤(2)所得预改性壳聚糖与月桂酸按质量比4:1混合于预改性壳聚糖质量4倍的质量分数为50％的乙醇溶液中，于室温条件下搅拌反应3h后，过滤，得改性壳聚糖坯料，将改性壳聚糖坯料于温度为60℃的条件下干燥至恒重，得改性壳聚糖；
(4)按重量分数计，依次称取90份步骤(1)所得预处理聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精，将步骤(3)所得改性壳聚糖分散于水中，并加入步骤(1)所得预处理聚丙烯腈纤维，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性聚丙烯腈纤维；将β-环糊精与水按质量比1:10混合，并加入预改性聚丙烯腈纤维，β-环糊精质量0.12倍的柠檬酸和β-环糊精质量0.15倍的磷酸二氢钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3.5h后，得改性聚丙烯腈纤维；将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂溶液中倍捻后，再经纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。
作为优化，步骤(2)所述透析所用透析袋为截留分子量1500的透析袋。
作为优化，步骤(4)所述制得的生物改性面料的克重为180g/m2。
作为优化，步骤(4)所述表面活性剂溶液为质量分数为3％的十二烷基苯磺酸钠溶液。
对比例
一种生物改性面料，按重量份数计，主要包括：90份聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精。
一种生物改性面料的制备方法，所述生物改性面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将大豆分离蛋白与水按质量比1:35混合于烧杯中，并向烧杯中加入大豆分离蛋白质量0.18倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷，大豆分离蛋白质量0.85倍的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.9倍的N-羟基琥珀酰亚胺，于室温条件下搅拌混合1.5h后，透析，去除小分子，得改性大豆分离蛋白分散液，将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(1)所得预处理壳聚糖按质量比26:1混合，于温度为80℃的条件下搅拌反应24h后，冷冻干燥，得改性壳聚糖；
(2)按重量分数计，依次称取90份聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精，将步骤(1)所得改性壳聚糖分散于水中，并加入聚丙烯腈纤维，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性聚丙烯腈纤维；将β-环糊精与水按质量比1:10混合，并加入预改性聚丙烯腈纤维，β-环糊精质量0.12倍的柠檬酸和β-环糊精质量0.15倍的磷酸二氢钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3.5h后，得改性聚丙烯腈纤维；将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂溶液中倍捻后，再经纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。作为优化，步骤(1)所述透析所用透析袋为截留分子量1500的透析袋。
作为优化，步骤(2)所述制得的生物改性面料的克重为180g/m2。
作为优化，步骤(2)所述表面活性剂溶液为质量分数为3％的十二烷基苯磺酸钠溶液。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1至4与对比例的生物改性面料的性能分析结果。
表1
从表1中实施例1与对比例的实验数据比较可发现，在制备生物改性面料时对聚丙烯腈纤维进行预处理，并使用月桂酸和十二烷基硫酸钠改性的壳聚糖，可有效提高纤维的强度和耐磨性。从实施例1与实施例2的实验数据比较，可发现当在制备产品过程中不对聚丙烯腈进行预处理，聚丙烯腈与壳聚糖之间的连接力减弱，从而影响产品的性能；从实施例1与实施例3的实验数据比较可发现，当在产品制备过程中，制备改性壳聚糖时不加入月桂酸，导致产品表面确实润滑层，进而降低产品的耐磨性；从实施例1与实施例4的实验数据比较可发现，当在制备改性壳聚糖时不用十二烷基硫酸钠保护壳聚糖的氨基，壳聚糖无法与月桂酸发生接枝，从而降低产品的耐磨性和力学性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (10)
1.一种生物改性面料，其特征在于，主要包括以下重量份数的原料组分：75～90份预处理聚丙烯腈纤维，10～25份改性壳聚糖，10～20份β-环糊精；所述预处理聚丙烯腈纤维为纤维表面含有酰氯强极性基团的聚丙烯腈纤维；所述改性壳聚糖中包大豆分离蛋白、月桂酸和壳聚糖。
2.根据权利要求1所述的一种生物改性面料，其特征在于，所述改性壳聚糖通过大豆分离蛋白接枝于预处理聚丙烯腈纤维，并且通过交联剂与β-环糊精进行交联；所述交联剂为柠檬酸。
3.根据权利要求2所述的一种生物改性面料，其特征在于，所述改性壳聚糖与大豆分离蛋白间通过3-氨丙基三乙氧基硅烷连接。
4.根据权利要求3所述的一种生物改性面料，其特征在于，所述壳聚糖为脱乙酰度70～90％的壳聚糖混合物。
5.根据权利要求4所述的一种生物改性面料，其特征在于，所述生物改性面料主要包括以下重量份数的原料组分：90份预处理聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精。
6.一种生物改性面料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维与氢氧化钠溶液中处理后，再置于氯化亚砜气体中处理，得预处理聚丙烯腈纤维；
(2)将壳聚糖溶于醋酸溶液中，并加入十二烷基硫酸钠，调节pH至中性后，过滤，干燥，得预处理壳聚糖；
(3)将大豆分离蛋白分散于水中，并加入3-氨丙基三乙氧基硅烷，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基二碳亚胺盐酸盐和N-羟基琥珀酰亚胺，搅拌混合后，透析，去除小分子，得改性大豆分离蛋白分散液，将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖混合，搅拌反应后，冷冻干燥，得预改性壳聚糖；
(4)将步骤(3)所得预改性壳聚糖与月桂酸混合于乙醇溶液中搅拌反应后，过滤，干燥，得改性壳聚糖；
(5)按重量分数计，依次称取各原料，将步骤(4)所得改性壳聚糖分散于水中，并加入步骤(1)所得预处理聚丙烯腈纤维，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性聚丙烯腈纤维；将预改性聚丙烯腈纤维与β-环糊精溶液混合，并加入柠檬酸和磷酸二氢钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼干燥，得改性聚丙烯腈纤维；将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂溶液中进行倍捻后，再经纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。
7.根据权利要求6所述的一种生物改性面料的制备方法，其特征在于，所述生物改性面料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)将聚丙烯腈纤维与质量分数为10％的氢氧化钠溶液按质量比1:5～1:8混合，于温度为80℃的条件下反应10～12min后，得过滤，洗涤，干燥，得预处理聚丙烯腈纤维坯料，将预处理聚丙烯腈纤维坯料置于预处理聚丙烯腈纤维质量0.1～0.2倍的氯化亚砜气体中，于温度为110℃的条件下处理10～18min后，得预处理聚丙烯腈纤维；
(2)将壳聚糖溶于壳聚糖质量10倍的质量分数为1～3％的醋酸溶液中，并加入壳聚糖质量0.4～0.8倍的十二烷基硫酸钠，搅拌混合4～5h后，壳聚糖混合液，用质量分数为2～3％的氢氧化钠溶液得调节pH壳聚糖混合液至中性后，过滤，得预处理壳聚糖坯料，将预处理壳聚糖坯料于温度为75℃的条件下干燥至恒重，得预处理壳聚糖；
(3)将大豆分离蛋白与水按质量比1:30～1:40混合于烧杯中，并向烧杯中加入大豆分离蛋白质量0.15～0.20倍的3-氨丙基三乙氧基硅烷，大豆分离蛋白质量0.8～0.9倍的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.8～2.0倍的N-羟基琥珀酰亚胺，于室温条件下搅拌混合1～2h后，透析，去除小分子，得改性大豆分离蛋白分散液，将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖按质量比25:1～28:1混合，于温度为80℃的条件下搅拌反应23～25h后，冷冻干燥，得预改性壳聚糖；
(4)将步骤(3)所得预改性壳聚糖与月桂酸按质量比3:1～6:1混合于预改性壳聚糖质量3～5倍的质量分数为50％的乙醇溶液中，于室温条件下搅拌反应3～4h后，过滤，得改性壳聚糖坯料，将改性壳聚糖坯料于温度为60℃的条件下干燥至恒重，得改性壳聚糖；
(5)按重量分数计，依次称取90份预处理聚丙烯腈纤维，15份改性壳聚糖，15份β-环糊精，将步骤(4)所得改性壳聚糖分散于水中，并加入步骤(1)所得预处理聚丙烯腈纤维，搅拌反应后，过滤，干燥，得预改性聚丙烯腈纤维；将β-环糊精与水按质量比1:10混合，并加入预改性聚丙烯腈纤维，β-环糊精质量0.1～0.3倍的柠檬酸和β-环糊精质量0.1～0.2倍的磷酸二氢钠，搅拌反应后，过滤，得滤饼，将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3～4h后，得改性聚丙烯腈纤维；将改性聚丙烯腈纤维经倍捻、纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。
8.根据权利要求7所述的一种生物改性面料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述透析所用透析袋为截留分子量1000～1800的透析袋。
9.根据权利要求7所述的一种生物改性面料的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述制得的生物改性面料的克重为170～190g/m2。
10.根据权利要求7所述的一种生物改性面料的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述表面活性剂溶液为质量分数为5％的司盘-80溶液或质量分数为3％的十二烷基苯磺酸钠溶液中任意一种。
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