CN116103777A - 用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维 - Google Patents

用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维 Download PDF

Info

Publication number
CN116103777A
CN116103777A CN202310217494.8A CN202310217494A CN116103777A CN 116103777 A CN116103777 A CN 116103777A CN 202310217494 A CN202310217494 A CN 202310217494A CN 116103777 A CN116103777 A CN 116103777A
Authority
CN
China
Prior art keywords
silk
silk fibroin
solution
calcium carbonate
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310217494.8A
Other languages
English (en)
Inventor
张莹莹
张勇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tsinghua University
Original Assignee
Tsinghua University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tsinghua University filed Critical Tsinghua University
Priority to CN202310217494.8A priority Critical patent/CN116103777A/zh
Publication of CN116103777A publication Critical patent/CN116103777A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F4/00Monocomponent artificial filaments or the like of proteins; Manufacture thereof
    • D01F4/02Monocomponent artificial filaments or the like of proteins; Manufacture thereof from fibroin
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10Other agents for modifying properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

本申请公开了一种用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维。该方法包括:提供丝素蛋白溶液;制备丝素蛋白/碳酸钙溶液,包括向丝素蛋白溶液中加入Ca2+源和CO3 2‑源,以使Ca2+和CO3 2‑反应得到的碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中原位矿化,从而得到丝素蛋白/碳酸钙溶液;制备初生纤维,包括将丝素蛋白/碳酸钙溶液挤出至醇类凝固浴,从而得到初生纤维;制备再生蚕丝纤维,包括对初生纤维进行多级拉伸,从而得到再生蚕丝纤维。本申请的方法制备得到的再生蚕丝纤维能够具有极高的强度和韧性。

Description

用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维
技术领域
本申请属于纺织领域,具体涉及一种用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维。
背景技术
蜘蛛丝因其杰出的力学性能在特种材料应用领域中展示出了重要的作用。但是,蜘蛛丝产量小的劣势极大地限制了其应用。
蚕丝纤维是一种天然纤维,其力学性能十分优异,例如蚕丝纤维的强度可达600MPa左右、断裂伸长率可达18%左右、模量可达7GPa左右、韧性可以达到70MJ·m-3左右。但是,蚕丝纤维的力学性能远不如蜘蛛丝。亟需对天然蚕丝进行改进,以制备得到力学性能足以媲美蜘蛛丝的再生蚕丝纤维。
目前,制备再生蚕丝纤维的主要方法包括湿法纺丝、干法纺丝和微流控纺丝。其中,湿法纺丝可能是最适合商业化的方法之一。在湿法纺丝过程中,可以通过调整纺丝液,或采用后拉伸来优化丝素蛋白分子链的聚集态结构和取向,以提升再生蚕丝纤维的力学性能。此外,纳米材料,如纳米球、纳米线和纳米片,可以很容易地被引入到丝素蛋白分子链网络中,进而改变丝素蛋白的聚集态结构。因此,还可以通过纳米材料对丝素蛋白进行改性,以提升再生蚕丝纤维的力学性能。
然而,纳米材料,特别是无机纳米颗粒和丝素蛋白基体之间固有的不相容性可能导致界面相互作用较弱,进而导致得到的再生蚕丝纤维的力学性能较差。
发明内容
为解决上述问题,本申请提供了一种用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维。该方法可以使丝素蛋白分子链和碳酸钙粒子的表面之间形成强大的结合力,增强两者之间的界面相互作用。因此,由于丝素蛋白基体和均匀分散的碳酸钙粒子之间的强界面相互作用,可赋予再生蚕丝纤维超强超韧性能。
本申请第一方面提供一种用于制备再生蚕丝纤维的方法,包括:
提供丝素蛋白溶液;
制备丝素蛋白/碳酸钙溶液,包括向丝素蛋白溶液中加入Ca2+源和CO3 2-源,以使Ca2 +和CO3 2-反应得到的碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中原位矿化,从而得到丝素蛋白/碳酸钙溶液;
制备初生纤维,包括将丝素蛋白/碳酸钙溶液挤出至醇类凝固浴,从而得到初生纤维;
制备再生蚕丝纤维,包括对初生纤维进行多级拉伸,从而得到再生蚕丝纤维。
本申请的方法中,Ca2+和CO3 2-反应得到的碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中原位矿化,有利于增强碳酸钙粒子与丝素蛋白基体之间的界面相互作用、提高碳酸钙粒子与丝素蛋白基体之间的相容性,从而有利于碳酸钙粒子在丝素蛋白溶液中的均匀分散,降低了碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中发生团聚的风险。在丝素蛋白/碳酸钙溶液经挤出凝固、多级拉伸的过程中,碳酸钙粒子与丝素蛋白基体仍然能够通过强相互作用结合在一起。由此,制备得到的再生蚕丝纤维能够具有极高的强度和韧性。
在本申请任意实施方式中,丝素蛋白溶液中的丝素蛋白为提取自蚕茧的丝素蛋白,优选地,蚕茧包括桑蚕茧、柞蚕茧、蓖麻蚕茧中的一种或几种。
在本申请任意实施方式中,提供丝素蛋白溶液包括:
通过碱性溶液对蚕茧进行脱胶处理,得到脱胶蚕丝纤维;
将脱胶蚕丝纤维加入至LiBr溶液,以使脱胶蚕丝纤维溶解,从而得到丝素蛋白溶液。
在本申请任意实施方式中,丝素蛋白溶液中,丝素蛋白的质量百分含量为2-8%。
在本申请任意实施方式中,制备丝素蛋白/碳酸钙溶液,包括:
向丝素蛋白溶液中加入Ca2+源和CO3 2-源,在4-25℃下使Ca2+和CO3 2-反应0.5-2天,以使Ca2+和CO3 2-反应得到的碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中原位矿化,从而得到丝素蛋白/碳酸钙溶液。
在本申请任意实施方式中,Ca2+源选自氯化钙溶液、硝酸钙溶液或其组合,优选地,Ca2+源中,Ca2+的浓度为0.01-0.5mol/L;和/或
CO3 2-源选自碳酸钠溶液、碳酸铵溶液、碳酸钾溶液或其组合,优选地,CO3 2-源中,CO3 2-的浓度为0.01-0.5mol/L。
在本申请任意实施方式中,基于丝素蛋白/碳酸钙溶液的总质量,碳酸钙的质量百分含量为0.5-3%。
在本申请任意实施方式中,多级拉伸的倍数为3-10倍,优选为6-9倍。
在本申请任意实施方式中,对初生纤维进行多级拉伸,包括:
依次通过第一转辊、第二转辊和第三转辊对初生纤维进行拉伸,其中,第一转辊的转速为1.2-2.0m/min,第二转辊的转速为3-8m/min,第三转辊的转速为4-19m/min。
本申请第二方面提供一种根据第一方面的方法制备的再生蚕丝纤维。
附图说明
图1为本申请实施例1制备的丝素蛋白/碳酸钙溶液的透射电子显微镜图;
图2为本申请实施例1制备的丝素蛋白/碳酸钙的X射线衍射图;
图3为本申请实施例1制备的丝素蛋白/碳酸钙的拉曼光谱图;
图4为本申请实施例1制备的丝素蛋白/碳酸钙的红外光谱图;
图5为本申请实施例1-4制备的再生蚕丝纤维的扫描电子显微镜图;
图6为本申请实施例1-4制备的再生蚕丝纤维的应力应变图;
图7为本申请实施例1-4制备的再生蚕丝纤维的强度与断裂伸长率对比图;
图8为本申请实施例1-4制备的再生蚕丝纤维的模量与韧性对比图;
图9为本申请实施例1、5-6、对比例1制备的再生蚕丝纤维的应力应变图;
图10为本申请实施例1、5-6、对比例1制备的再生蚕丝纤维的强度与断裂伸长率对比图;
图11为本申请实施例1、5-6、对比例1制备的再生蚕丝纤维的模量与韧性对比图。
具体实施方式
为了使本申请的申请目的、技术方案和有益技术效果更加清晰,以下结合实施例对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是,本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本申请,并非为了限定本申请。
为了简便,本申请仅明确地公开了一些数值范围。然而,任意下限可以与任何上限组合形成未明确记载的范围;以及任意下限可以与其它下限组合形成未明确记载的范围,同样任意上限可以与任意其它上限组合形成未明确记载的范围。此外,尽管未明确记载,但是范围端点间的每个点或单个数值都包含在该范围内。因而,每个点或单个数值可以作为自身的下限或上限与任意其它点或单个数值组合或与其它下限或上限组合形成未明确记载的范围。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“以上”、“以下”为包含本数,“一种或多种”中的“多种”的含义是两种及其两种以上。
本申请的上述申请内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处,通过一系列实施例提供了指导,这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中,列举仅作为代表性组,不应解释为穷举。
如背景技术所述,纳米材料,特别是无机纳米颗粒和丝素蛋白基体之间固有的不相容性可能导致界面相互作用较弱,进而导致得到的再生蚕丝纤维的力学性能较差。
鉴于此,发明人经深入研究和大量实验,提供了一种用于再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维。
本申请第一方面提供一种用于制备再生蚕丝纤维的方法,包括如下步骤S10~S40。
S10,提供丝素蛋白溶液。
S20,制备丝素蛋白/碳酸钙溶液,包括向丝素蛋白溶液中加入Ca2+源和CO3 2-源,以使Ca2+和CO3 2-反应得到的碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中原位矿化,从而得到丝素蛋白/碳酸钙溶液。
在步骤S20中,Ca2+源和CO3 2-源可以包括本领域已知的Ca2+源和CO3 2-源,本领域技术人员可根据需要进行选取,在此不作限定。作为一个示例,Ca2+源可以为包含Ca2+的水溶液,CO3 2-源可以为包含CO3 2-的水溶液,Ca2+源和CO3 2-源中,Ca2+和CO3 2-的浓度可以根据丝素蛋白溶液的浓度等进行调整,在此不作限定。
S30,制备初生纤维,包括将丝素蛋白/碳酸钙溶液挤出至醇类凝固浴,从而得到初生纤维。
在步骤S30中,将丝素蛋白/碳酸钙溶液挤出至醇类凝固浴可以通过多种方式实现,例如,可以通过注射器将丝素蛋白/碳酸钙溶液挤出至醇类凝固浴。醇类凝固浴的种类不受具体限制,其可以选自本领域公知的醇类凝固浴。作为一个示例,醇类凝固浴可以包括甲醇凝固浴、乙醇凝固浴或者甲醇和乙醇的混合凝固浴。
S40,制备再生蚕丝纤维,包括对初生纤维进行多级拉伸,从而得到再生蚕丝纤维。
本申请的方法中,Ca2+和CO3 2-反应得到的碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中原位矿化,有利于增强碳酸钙粒子与丝素蛋白基体之间的界面相互作用、提高碳酸钙粒子与丝素蛋白基体之间的相容性,从而有利于碳酸钙粒子在丝素蛋白溶液中的均匀分散,降低了碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中发生团聚的风险。在丝素蛋白/碳酸钙溶液经挤出凝固、多级拉伸的过程中,碳酸钙粒子与丝素蛋白基体仍然能够通过强相互作用结合在一起。由此,制备得到的再生蚕丝纤维能够具有极高的强度和韧性。
在一些实施例中,丝素蛋白溶液可以为再生丝素蛋白溶液。丝素蛋白溶液中的丝素蛋白可以为提取自蚕茧的丝素蛋白。优选地,蚕茧可以包括桑蚕茧、柞蚕茧、蓖麻蚕茧中的一种或几种。
在一些实施例中,提供丝素蛋白溶液具体可以包括如下步骤S11~S12。
S11,通过碱性溶液对蚕茧进行脱胶处理,得到脱胶蚕丝纤维。
在步骤S11中,碱性溶液可以包括碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中的一种或几种物质的水溶液。碱性溶液中,溶质的质量百分含量可以为0.1-1.2%。在一个实施例中,可以将蚕茧加入至沸腾的碱性溶液中,煮沸1-3次,以对蚕茧进行脱胶处理,然后再将脱胶后的蚕茧置于蒸馏水,经浸泡、冲洗、干燥得到脱胶蚕丝纤维。优选地,基于碱性溶液和蚕茧的总质量,蚕丝纤维的质量百分含量可以为1%~5%
S12,将脱胶蚕丝纤维加入至LiBr溶液,以使脱胶蚕丝纤维溶解,从而得到丝素蛋白溶液。
在一个实施例中,步骤S12可以包括:将3-8g脱胶蚕丝纤维浸入8~15mol/L的LiBr溶液中,转移至50~70℃的干燥烘箱中,放置4~10h以使脱胶蚕丝纤维溶解,经过提纯,得到丝素蛋白的质量百分含量为2-8%的丝素蛋白溶液。优选地,提纯方法可以为透析提纯,提纯具有可以包括将再生丝素蛋白溶液置于蒸馏水中进行透析,其中,透析袋的截留分子量为1000Da~5000Da,透析时间为24h~72h。
在一些实施例中,丝素蛋白溶液中,丝素蛋白的质量百分含量可以为2-8%。
在一些实施例中,制备丝素蛋白/碳酸钙溶液,具体可以包括:
向丝素蛋白溶液中加入Ca2+源和CO3 2-源,在4-25℃下使Ca2+和CO3 2-反应0.5-2天,以使Ca2+和CO3 2-反应得到的碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中原位矿化,从而得到丝素蛋白/碳酸钙溶液。
在一些实施例中,Ca2+源可以选自氯化钙溶液、硝酸钙溶液或其组合。优选地,Ca2+源中,Ca2+的浓度为0.01-0.5mol/L。
在一些实施例中,CO3 2-源可以选自碳酸钠溶液、碳酸铵溶液、碳酸钾溶液或其组合。优选地,CO3 2-源中,CO3 2-的浓度为0.01-0.5mol/L。
在一些实施例中,基于丝素蛋白/碳酸钙溶液的总质量,碳酸钙的质量百分含量可以为0.5-3%。
在一些实施例中,多级拉伸的倍数可以为3-10倍。优选地,多级拉伸倍数可以为6-9倍。
多级拉伸的倍数可以通过调节转辊之间的速度差实现。在一些实施例中,对初生纤维进行多级拉伸,具体可以包括:
依次通过第一转辊、第二转辊和第三转辊对初生纤维进行拉伸,其中,第一转辊的转速为1.2-2.0m/min,第二转辊的转速为3-8m/min,第三转辊的转速为4-19m/min。
本申请第二方面提供一种根据第一方面的方法制备的再生蚕丝纤维。
实施例
下述实施例更具体地描述了本发明公开的内容,这些实施例仅仅用于阐述性说明,因为在本发明公开内容的范围内进行各种修改和变化对本领域技术人员来说是明显的。除非另有声明,以下实施例中所报道的所有份、百分比、和比值都是基于重量计,而且实施例中使用的所有试剂都可商购获得或是按照常规方法进行合成获得,并且可直接使用而无需进一步处理,以及实施例中使用的仪器均可商购获得。
实施例1
(1)向再生丝素蛋白溶液依次加入6mL 10mmol/L的CaCl2溶液和6mL 10mmol/L的(NH4)2CO3溶液,在4℃温度下保温1天,得到碳酸钙质量百分含量为1.5%的丝素蛋白/碳酸钙溶液。
(2)将丝素蛋白/碳酸钙溶液通过注射器挤出至甲醇凝固浴,通过9倍多级拉伸,得到超强超韧再生蚕丝纤维。其中,第一个转辊的转速为1.95m/min,第二转辊的转速为4.01m/min,第三转辊的转速为17.64m/min。
实施例2
(1)向再生丝素蛋白溶液中依次加入3mL 10mmol/L的CaCl2溶液和3mL10 mmol/L的(NH4)2CO3溶液,在4℃温度下保温1天,得到碳酸钙质量百分含量为0.5%的丝素蛋白/碳酸钙溶液。
(2)将丝素蛋白/碳酸钙溶液通过注射器挤出至甲醇凝固浴,通过9倍多级拉伸,得到超强超韧再生蚕丝纤维。其中,第一转辊的转速为1.95m/min,第二转辊的转速为4.01m/min,第三转辊的转速为17.64m/min。
实施例3
(1)向再生丝素蛋白溶液中依次加入4mL 10mmol/L的CaCl2溶液和10mmol/L的(NH4)2CO3溶液,在4℃温度下保温1天,得到碳酸钙质量百分含量为1.0%的丝素蛋白/碳酸钙溶液。
(2)将丝素蛋白/碳酸钙溶液通过注射器挤出至甲醇凝固浴,通过9倍多级拉伸,得到超强超韧再生蚕丝纤维。其中,第一转辊的转速为1.95m/min,第二转辊的转速为4.01m/min,第三转辊的转速为17.64m/min。
实施例4
(1)向再生丝素蛋白溶液中依次加入8mL 10mmol/L的CaCl2溶液和8mL 10mmol/L的(NH4)2CO3溶液,在4℃温度下保温1天,得到碳酸钙质量百分含量为2.0%的丝素蛋白/碳酸钙溶液。
(2)将丝素蛋白/碳酸钙溶液通过注射器挤出至甲醇凝固浴,通过9倍多级拉伸,得到超强超韧再生蚕丝纤维。其中,第一转辊的转速为1.95m/min,第二转辊的转速为4.01m/min,第三转辊的转速为17.64m/min。
通过透射电子显微(TEM)对实施例1制备的丝素蛋白/碳酸钙溶液进行表征,得到的TEM图如图1所示。由图1可以看出,碳酸钙粒子可以在丝素蛋白/碳酸钙溶液中均匀分散。图2-4分别为实施例1制备的丝素蛋白/碳酸钙溶液的X射线衍射图、拉曼光谱图和红外光谱图。结合图2-4可以看出,丝素蛋白/碳酸钙溶液在衍射角为27.1°处存在与方解石型碳酸钙对应的衍射峰。261cm-1的拉曼峰和875cm-1的傅里叶变换红外峰也证实碳酸钙粒子的存在。此外,红外光谱图结果表明丝素蛋白的二级结构基本保持无规线团状态,说明添加碳酸钙粒子对丝素蛋白网络的微观结构没有影响。
通过扫描电子显微镜(SEM)对实施例1-4制备的再生蚕丝纤维进行表征,得到的SEM图如图5所示。由图5可以看出,实施例1-4制备的再生蚕丝纤维的直径较为均一,表面光滑。对实施例1-4制备的再生纤维丝进行力学性能测试,测试结果分别如图6-8所示。图6-8分别示出了实施例1-4的再生蚕丝纤维的应力应变曲线、强度与断裂伸长率对比图、模量与韧性对比图。结合图6-8可以看出,碳酸钙可以提高再生蚕丝纤维的力学性能,且碳酸钙的含量与再生蚕丝纤维的力学性能有很强的相关性。随着碳酸钙粒子的含量从0.5%提高到1.5%,再生蚕丝纤维的强度和刚度有了相当大的提高。然而,当碳酸钙粒子含量增加到2.0%时,再生蚕丝纤维的强度和刚度均降低,说明碳酸钙粒子含量过高可能导致再生蚕丝纤维的力学性能变差。碳酸钙粒子对再生蚕丝纤维的韧性和断裂伸长率也有影响。随着碳酸钙粒子含量的增加,再生蚕丝纤维的韧性和断裂伸长率也呈现先增加后降低的趋势。
实施例5
(1)向再生丝素蛋白溶液中依次加入6mL 10mmol/L的CaCl2溶液和6mL 10mmol/L的(NH4)2CO3溶液,在4℃温度下保温1天,得到碳酸钙质量百分含量为1.5%的丝素蛋白/碳酸钙溶液。
(2)将丝素蛋白/碳酸钙溶液加入到注射器挤出至甲醇凝固浴,通过3倍多级拉伸,得到超强超韧再生蚕丝纤维。其中,第一转辊的转速为1.49m/min,第二转辊的转速为3.1m/min,第三转辊的转速为4.47m/min。
实施例6
(1)向再生丝素蛋白溶液中依次加入6mL 10mmol/L的CaCl2溶液和10mmol/L的(NH4)2CO3溶液,在4℃温度下保温1天,得到碳酸钙质量百分含量为1.5%的丝素蛋白/碳酸钙溶液。
(2)将丝素蛋白/碳酸钙溶液通过注射器挤出至甲醇凝固浴,通过6倍多级拉伸,得到超强超韧再生蚕丝纤维。其中,第一转辊的转速为1.75m/min,第二转辊的转速为5.51m/min,第三转辊的转速为10.51m/min。
对比例1
(1)向再生丝素蛋白溶液中依次加入6mL 10mmol/L的CaCl2溶液和6mL 10mmol/L的(NH4)2CO3溶液,在4℃温度下保温1天,得到碳酸钙质量百分含量为1.5%的丝素蛋白/碳酸钙溶液。
(2)将丝素蛋白/碳酸钙溶液通过注射器挤出至甲醇凝固浴,不进行多级拉伸,得到再生蚕丝纤维。
对实施例1、5-6和对比例1进行力学性能测试,测试结果分别如图9-11所示。结合图9-11可以看出,湿法纺丝中的拉伸工艺对提高再生蚕丝纤维的力学性能也具有较大的影响。实施例1得到的再生蚕丝纤维的拉伸强度和模量远高于对比例1中未经多级拉伸得到的再生蚕丝纤维,这种现象可以归因于多级拉伸可以使得再生蚕丝纤维中丝素蛋白分子链段沿纤维轴向紧密排列。此外,综合实施例1、5-6可知,随着拉伸倍数的增加,再生蚕丝纤维的拉伸强度、模量和韧性均增加。但是,随着拉伸倍数的增加,再生蚕丝纤维的断裂伸长率逐渐降低,这是丝素蛋白分子链段的部分变形能力变差所致。因此,可以根据对再生蚕丝纤维的性能需求,合理控制拉伸倍数。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可容易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都被应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于制备再生蚕丝纤维的方法,包括:
提供丝素蛋白溶液;
制备丝素蛋白/碳酸钙溶液,包括向所述丝素蛋白溶液中加入Ca2+源和CO3 2-源,以使Ca2+和CO3 2-反应得到的碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中原位矿化,从而得到丝素蛋白/碳酸钙溶液;
制备初生纤维,包括将所述丝素蛋白/碳酸钙溶液挤出至醇类凝固浴,从而得到初生纤维;
制备再生蚕丝纤维,包括对所述初生纤维进行多级拉伸,从而得到再生蚕丝纤维。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述丝素蛋白溶液中的丝素蛋白为提取自蚕茧的丝素蛋白,优选地,所述蚕茧包括桑蚕茧、柞蚕茧、蓖麻蚕茧中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述提供丝素蛋白溶液包括:
通过碱性溶液对所述蚕茧进行脱胶处理,得到脱胶蚕丝纤维;
将脱胶蚕丝纤维加入至LiBr溶液,以使所述脱胶蚕丝纤维溶解,从而得到所述丝素蛋白溶液。
4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述丝素蛋白溶液中,丝素蛋白的质量百分含量为2-8%。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述制备丝素蛋白/碳酸钙溶液,包括:
向所述丝素蛋白溶液中加入Ca2+源和CO3 2-源,在4-25℃下使Ca2+和CO3 2-反应0.5-2天,以使Ca2+和CO3 2-反应得到的碳酸钙粒子在丝素蛋白基体中原位矿化,从而得到所述丝素蛋白/碳酸钙溶液。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述Ca2+源选自氯化钙溶液、硝酸钙溶液或其组合,优选地,所述Ca2+源中,Ca2+的浓度为0.01-0.5mol/L;和/或
所述CO3 2-源选自碳酸钠溶液、碳酸铵溶液、碳酸钾溶液或其组合,优选地,所述CO3 2-源中,CO3 2-的浓度为0.01-0.5mol/L。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其中,基于所述丝素蛋白/碳酸钙溶液的总质量,碳酸钙的质量百分含量为0.5-3%。
8.根据权利要求1所述的方法,其中,所述多级拉伸的倍数为3-10倍,优选为6-9倍。
9.根据权利要求8所述的方法,其中,所述对所述初生纤维进行多级拉伸,包括:
依次通过第一转辊、第二转辊和第三转辊对所述初生纤维进行拉伸,其中,所述第一转辊的转速为1.2-2.0m/min,所述第二转辊的转速为3-8m/min,所述第三转辊的转速为4-19m/min。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的方法制备的再生蚕丝纤维。
CN202310217494.8A 2023-03-08 2023-03-08 用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维 Pending CN116103777A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310217494.8A CN116103777A (zh) 2023-03-08 2023-03-08 用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310217494.8A CN116103777A (zh) 2023-03-08 2023-03-08 用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116103777A true CN116103777A (zh) 2023-05-12

Family

ID=86265610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310217494.8A Pending CN116103777A (zh) 2023-03-08 2023-03-08 用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116103777A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2625306C2 (ru) Способ производства лигнинсодержащего предшественника волокон, а также углеродных волокон
Zheng et al. Preparation and characterization of chitosan/poly (vinyl alcohol) blend fibers
CN105256544B (zh) 一种高性能天然蚕丝纤维及其制备方法
US10806174B2 (en) Lyocell material for cigarette filter and method for preparing same
WO2012002729A2 (ko) 라이오셀 방사용 도프, 이를 이용한 라이오셀 필라멘트 섬유의 제조방법 및 이를 이용한 라이오셀 스테이플 섬유의 제조 방법
CN107075739B (zh) 莱赛尔卷曲纤维
CN116103777A (zh) 用于制备再生蚕丝纤维的方法、再生蚕丝纤维
JP4172888B2 (ja) モノフィラメントおよびその製造方法
JPH0711086B2 (ja) 高強度、高弾性率アクリル系繊維の製造法
JP2002309442A (ja) ポリケトン繊維、コード及びその製造方法
JP2008038309A (ja) 抗ピル性アクリル系繊維とその製造方法
JP4446991B2 (ja) 炭素繊維用アクリロニトリル系前駆体繊維の製造方法
TW202200860A (zh) 聚醯胺4纖維之製造方法
JP7058854B2 (ja) ポリビニルアルコール系繊維の製造方法
JP2007321267A (ja) ポリアクリロニトリル系繊維および炭素繊維の製造方法
JP2008280632A (ja) 炭素繊維前駆体繊維束の製造方法
JP3364099B2 (ja) 分割性アクリル系合成繊維及びその製造方法
JPS59116411A (ja) 新規なポリアミド繊維およびその製法
JP3048449B2 (ja) アクリロニトリル系前駆体繊維
JP6359860B2 (ja) 炭素繊維前駆体繊維および炭素繊維前駆体繊維の製造方法
WO2023140212A1 (ja) 炭素繊維束
JPH0615722B2 (ja) 炭素繊維製造用アクリル系繊維の製造方法
JPS59192717A (ja) 抗ピル性アクリル系複合繊維の製造法
JPS6233328B2 (zh)
JP2007182645A (ja) アクリル系繊維の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination