CN1309199A - 牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维及其制造方法 - Google Patents

牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维及其制造方法 Download PDF

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Abstract

牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维由按重量百分比牛奶蛋白质15－60、聚乙烯醇40－85组成。制造方法是取牛奶蛋白质加水配成浓度为15%的溶液,加入半胱氨酸和NaOH调pH值,对蛋白质破碎,再送入反应釜中加热使蛋白质变性,降温再加入过氧甲酸反应。将聚乙烯醇水洗使浓度为15%,加温搅拌溶解,按比例取牛奶蛋白质溶液和聚乙烯醇溶液加热,经过滤脱胞,防丝和后整理。本发明的纤维集中了再造蛋白质纤维和合成纤维的优点,克服了它们的缺点,成本比牛奶蛋白质与丙烯腈共聚纤维低的多,性能相同。制造方法简单、易控制、便于大批量工业化生产。

Description

牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维及其制造方法
本发明属于纺织业用的一种新型纤维原料及其制造工艺。
纺织业所用的纺织纤维主要为以下四大类，一类是天然蛋白质纤维，如蚕丝、羊毛、羊绒等；二类是再造蛋白质纤维，如牛奶蛋白质丝等；三类是合成纤维，如涤纶、锦丝、丙纶、腈纶、维尼纶等；四类是纤维素纤维，如棉、麻及粘胶纤维等。天然蛋白质纤维是由动物身上提取的，它存在饲养周期长、劳动力密集、受气候地理条件限制的缺点。再造蛋白质纤维存在强度不够，很难达到实用程度。合成纤维存在吸湿性、透气性、染色性不好，易产生静电，织出的衣物穿着不舒服的缺点。纤维索纤维都需种植，存在生长周期长、劳动力密集、受气候条件限制的缺点。与本发明最为相关的是日本研制的牛奶蛋白质与丙烯腈共聚而成的纤维，它虽然将再造蛋白质纤维和合成纤维的优点集于一身，克服了它们各自的一些缺点，由于它采用的是接技共聚工艺完成其发明的，所以它仍存在工艺复杂，产品成本高的缺点。
本发明的目的是研制一种牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚的纤维，该纤维集中了再造蛋白质纤维和合成纤维的优点，并克服了它们各自的缺点，尤其是它的成本远比日本的牛奶蛋白质与丙烯腈共聚纤维低很多，同时提供本发明的制造方法，其工艺是交联共聚，所以其工艺简单、易掌握和易控制，更便于大规模工业化生产。
本发明由牛奶蛋白质原料与聚乙烯醇原料经交联共聚而成，按重量百分比以上两原料各占如下比例：牛奶蛋白质15-60、聚乙烯醇40-85。
本发明的制造方法是：一、制取纺丝原液：取一定量的牛奶蛋白质原料(干酪素)加入净化水配成浓度为15％-20％的混合液，按每千克牛奶蛋白质(干重)加入半胱氨酸或巯基乙醇8-12毫克，搅拌后加入NaOH溶液，调整PH值达到12-13，用破碎机将蛋白质凝胶体进行破碎，然后送入反应釜中加热至95-105℃，再溶解1-2小时，使蛋白质分子发生变性，降解至分子量为2-3万。再降温至20-40℃，加入占牛奶蛋白质干重0.15-0.25％的过氧甲酸，再搅拌反应15-30分钟。取一定量聚乙烯醇原料，聚乙烯醇要求具备纺丝级，纯度85％以上，残存醋酸基0.2％以下，醋酸钠含量为7％，聚合度为1750±50。将聚乙烯醇用水洗机水洗，水洗后聚乙烯醇中醋酸钠含量为0.22％±0.04％，含水率63％±2％。将水洗后的聚乙烯醇加入反应釜中，再加入净化水使聚乙烯醇的浓度达到15-20％，然后加热至95-98℃，搅拌溶解50-70分钟，按重量百分比取牛奶蛋白质溶液15-60、聚乙烯醇溶液40-85，经过滤送入另一反应釜中，加热至90-95℃。将以上纺丝原液再经过两道板框压滤机过滤后打入脱胞釜中，保温在95-98℃中静止脱胞10-16小时。二、纺丝：脱胞的纺丝原液保温在95-98℃情况下经调压罐调压达到均压，再将纺丝原液送入聚乙烯醇纤维(维尼纶)纺丝机中进行纺丝。经成型、冷牵伸、湿热牵伸、干燥、热牵伸、热定型工序，制得半成品纤维。半成品纤维的Rp值应在86-92℃，干断裂强度为3-7CN/dtex。三、纺丝的后整理：由于半成品纤维中的蛋白质在热水中洗涤时或在弱碱性溶液中还容易溶解；另外聚乙烯醇中的羟基虽已有60％结晶，但尚有30-40％的羟基处于无定形区，使纤维的耐热水性还不能达到使用要求。故还需要对半成品纤维中的牛奶蛋白质进行交联固化和羟基的缩醛化处理。首先配制缩醛化溶液，缩醛化溶液由以下成份及含量组成：甲醛15-30克/升、戊二醛5-20克/升、硫酸200-242克/升、硫酸纳80-315克/升(升是指缩醛化溶液)。将半成品纤维放在装有缩醛化溶液的缩醛机中加温至64-76℃，反应时间为10-35分钟，缩醛荃化度控制在24-35克分子％，然后将缩醛化和交联固化后的纤维再经水洗、上油、卷曲、切断、打包即可。
本发明的牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚的纤维集中了再造蛋白质纤维和合成纤维的优点，并克服了它们各自的缺点，尤其是它的成本远比日本的牛奶蛋白质与丙烯腈共聚纤维低的多，性能却相同。而本发明的制造方法比日本的牛奶蛋白质与丙烯腈共聚纤维的简单、易控制、易掌握、便于大批量工业化生产。本发明的纤维单丝纤度：0.5-2.0dtex，干断裂强度：3-6.5CN/dtex，湿断裂强度：2.5-5.5CN/dtex，干断裂伸长率：15-25％，湿断裂伸长率：20-30％，回潮率：7-12％，染色性和色牢度优于蚕丝和聚乙烯醇纤维，耐热水性能达到115℃以上。
实施例一：本实施例由牛奶蛋白质原料与聚乙烯醇原料经交联共聚而成，按重量百分比以上两原料各占如下比例：牛奶蛋白质25、聚乙烯醇75。实施例二：本实施例的制造方法是：一、制取纺丝原液：取一定量的牛奶蛋白质原料加入净化水配成浓度为15％的混合液，按每千克牛奶蛋白质(干重)加入半胱氨酸或巯基乙醇10毫克，搅拌后加入NaOH溶液，调整PH值达到13，用破碎机将蛋白质凝胶体进行破碎，然后送入反应釜中加热至105℃，再溶解1-2小时，使蛋白质分子发生变性，降解至分子量为2-3万。再降温至40℃，加入占牛奶蛋白质干重0.2％的过氧甲酸，再搅拌反应30分钟。取一定量聚乙烯醇原料，聚乙烯醇要求具备纺丝级，纯度85％以上，残存醋酸基0.2％以下，醋酸钠含量为7％，聚合度为1750±20。将聚乙烯醇用水洗机水洗，水洗后聚乙烯醇中醋酸钠的含量为0.22％，含水率63％。将水洗后的聚乙烯醇加入反应釜中，再加入净化水使聚乙烯醇的浓度达到15％，然后加热至98℃，搅拌溶解50-70分钟，按重量百分比取牛奶蛋白质溶液25、聚乙烯醇溶液75，经过滤送入另一反应釜中，加热至95℃。将以上纺丝原液再经过两道板框压滤机过滤后打入脱胞釜中，保温在98℃中静止脱胞16小时。二、纺丝：脱胞的纺丝原液保温在98℃情况下经调压罐调压达到均压，再将纺丝原液送入聚乙烯醇纤维纺丝机中进行纺丝。经成型、冷牵伸、湿热牵伸、干燥、热牵伸、热定型工序，制得半成品纤维。半成品纤维的Rp值应在88-90℃，干断裂强度为3.5-4.5CN/dtrx。三、纺丝的后整理：对半成品纤维中的牛奶蛋白质进行交联固化和羟基的缩醛化处理。首先配制缩醛化溶液，缩醛化溶液由以下成份及含量组成：甲醛：25克/升、戊二醛15克/升、硫酸218克/升、硫酸纳185克/升，将半成品纤维放在装有缩醛化溶液的缩醛化机中加温至72℃，反应时间为35分钟，缩醛化度控制在28-30克分子％，然后将缩醛化和交联固化后的纤维再经水洗、上油、卷曲、切断、打包即可。
实施例三：本实施例与实施例二不同的是为防止纤维有光泽，可在制纺丝原液时向装有经过加热的牛奶蛋白质溶液和聚乙烯醇溶液的反应釜中加入消光剂二氧化钛，二氧化钛占聚乙烯醇的0.3-0.5％，然后搅拌1小时，使其混均即可。其它工艺过程和工艺条件与实施例二相同。

Claims (5)

1、牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维，其特征在于它由牛奶蛋白质原料与聚乙烯醇原料经交联共聚而成，按重量百分比以上两原料各占如下比例：牛奶蛋白质15-60、聚乙烯醇40-85。
2、牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法，其特征在于制取纺丝原液：取一定量的牛奶蛋白质原料加入净化水配成浓度为15％-20％的混合液，按每千克干重牛奶蛋白质加入半胱氨酸8-12毫克，搅拌后加入NaOH溶液，调整PH值达到12-13，用破碎机将蛋白质凝胶体进行破碎，然后送入反应釜中加热至95-105℃，再溶解1-2小时，使蛋白质分子发生变性，降解至分子量为2-3万，再降温至20-40℃，加入占牛奶蛋白质干重0.15-0.25％的过氧甲酸，再搅拌反应15-30分钟，取一定量聚乙烯醇原料，聚乙烯醇要求具备纺丝级，纯度85％以上，残存醋酸基0.2％以下，醋酸钠含量为7％，聚合度为1750±50，将聚乙烯醇用水洗机水洗，水洗后聚乙烯醇中醋酸钠含量为0.22％±0.04％，含水率63％±2％，将水洗后的聚乙烯醇加入反应釜中，再加入净化水使聚乙烯醇的浓度达到15-20％，然后加热至95-98℃，搅拌溶解50-70分钟，按重量百分比取牛奶蛋白质溶液15-60、聚乙烯醇溶液40-85，经过滤送入另一反应釜中，加热至90-95℃，将以上纺丝原液再经过两道板框压滤机过滤后打入脱胞釜中，保温在95-98℃中静止脱胞10-16小时。
3、根据权利要求2所述的牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法，其特征在于纺丝的后整理：首先配制缩醛化溶液，缩醛化溶液由以下成份及含量组成：甲醛15-30克/升、戊二醛5-20克/升、硫酸200-242克/升、硫酸纳80-315克/升，将半成品纤维放在装有缩醛化溶液的缩醛机中加温至64-76℃，反应时间为10-35分钟，缩醛荃化度控制在24-35克分子％，然后将缩醛化和交联固化后的纤维再经水洗、上油、卷曲、切断、打包即可。
4、根据权利要求2所述的牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法，其特征在于用巯基乙醇代替半胱氨酸。
5、根据权利要求2所述的牛奶蛋白质与聚乙烯醇共聚纤维的制造方法，其特征在于在制纺丝原液时向装有经过加热的牛奶蛋白质溶液和聚乙烯醇溶液的反应釜中加入消光剂二氧化钛，二氧化钛占聚乙烯醇的0.3-0.5％，然后搅拌1小时，使其混均即可。
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