CN1884642A - 混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法，步骤为：将动物毛与纤维素的混合原料，在离子液中溶解得溶解液；离子液为100℃下呈熔融状态的由阴阳离子和阳离子组成的盐；然后将所得溶解液在水、甲醇、乙醇、乙氰或(NH4) 2SO4溶液中进行凝固，或者在溶解液中加入助剂后，再在水、甲醇、乙醇、乙氰或重量百分比浓度为30％的(NH4) 2SO4溶液中进行凝固，便析出生物蛋白毛纤。本发明可充分利用废弃的动物毛或毛织品，减少资源浪费和环境污染，提高纤维性能，增加经济效益。

Description

混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法
技术领域
本发明涉及一种新型纺织纤维的方法，尤其是一种混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法。
背景技术
我国毛纺织业出口量占世界第一，用于毛纺织业的羊毛需求量约为80万吨，我国自产羊毛约40万吨，有百分之五十缺口。我国加入世贸以后，毛纺织品的出口量持续增长，国内市场羊毛供应相当紧张。外毛价格攀升，供应也较为紧缺。这种形势在短期内不会有明显的改善。在这样的形势下，开发该项目的产品，可以及时补充羊毛市场供货不足，产品的品种又可根据需求调整，产品品种的多样性可以有效的扩大市场的占有率。由于我国土地面积和草场面积逐年减少，直接影响养羊业的发展和规模，而国内毛纺织业产量确连年递增，特别是加入WTO后已成为世界第一纺织大国。为此，国内羊毛短缺现象将会长期出现，羊毛进口量将会持续增量。
我国内地收购羊毛企业和毛纺厂每年要扔掉大量筛选后的脏毛、短毛、杂毛，不仅给环境造成污染，也给畜牧业带来很大经济损失。本项目介绍的是利用劣质羊毛、驼毛，人发、猪鬃、禽羽、兽毛生产直接用于精纺或粗纺的毛纱，使原本没有经济价值的废弃物变为具有超高经济附加值的产品。
目前国内外对羊毛角朊蛋白的再生利用主要有2种途径：①选择适当的溶剂和助溶剂溶解羊毛，制成均匀的共混膜或将原液纺丝成纤；②用化学或机械方法将羊毛制备成粉末加以利用。但是，目前还没有关于可以将羊毛和纸浆直接混合溶解，进行纺丝、拉膜的报道。
发明内容
本发明目的在于提供一种混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法，将纺织过程中被废弃的羊毛、羊绒、驼绒、兔毛、马海毛、牦牛毛等动物纤维及不能直接用于纺织加工的劣质动物纤维如猪毛、皮革等，包括破旧的毛绒织物，和纤维素原料如各种纸浆等混合溶解于离子液体，制得含蛋白的纤维素纺丝原液；将该纺丝原液进行凝固浴便析出生物蛋白毛纤；或者在该纺丝原液中加入助剂即可纺成各种型号的含蛋白质纤维。
本发明的技术方案如下：
本发明提供的使用离子液体混合溶解动物毛和纸浆制备含蛋白的纤维素纺丝原液的方法，其步骤如下：
1)将经清洗、风干或在低于80℃下烘干的动物毛原料，直接或经过预处理后与一定量干燥的纸浆混合，然后共同在90-120℃下的离子液体中，进行溶解得混合溶解液；
所述动物毛原料和纤维素原料的重量之和与离子液体的重量份配比为1∶5～20；
所述动物毛原料与纤维素原料的重量份配比为1∶1-10；
所述离子液体为100℃下呈熔融状态的由阴阳离子和阳离子组成的盐，所述阴离子为卤素离子Cl-、Br-、I-或醋酸根离子；阳离子为N-N-二甲基咪唑阳离子、1-乙基，3-甲基咪唑阳离子、1-烯丙基，3-甲基咪唑阳离子、1-烯丙基，3-甲基咪唑阳离子或1-丁基，3-甲基咪唑阳离子或1-甲基-3-丁基咪唑阳离子；
2)然后将步骤1)所得混合溶解液在水、甲醇、乙醇、乙氰或重量百分比浓度为30％的(NH4)2SO4溶液中进行凝固，析出生物蛋白毛纤；
或者，在步骤1)溶解液中加入占溶解液体积0.1-1.0％的甘油或/和异丙醇助剂，制得含助剂的混合液；
然后再将所得含助剂的混合液在水、甲醇、乙醇、乙氰或重量百分比浓度为30％的(NH4)2SO4溶液中进行凝固，析出生物蛋白毛纤。
所述动物毛原料为纺织过程中被废弃的羊毛、羊毛绒、驼毛、驼毛绒、兔毛、或劣质动物纤维猪毛、皮革；所述的纤维素原料为棉浆、木浆、草浆或纸浆。
所述步骤1)中的动物毛原料的预处理为：将动物毛原料浸在重量百分比浓度为10-50％尿素、2-6％SDS和2-6％NaHSO3的混合溶液中，50-100℃下进行浸泡处理0.5-2h。
所述步骤1)离子液体、动物毛原料及纤维素原料在混合溶解前进行干燥。
所述步骤1)中的溶解为加热溶解，其加热方式为油浴加热、烘箱加热或电炉加热；加热过程中进行间歇式搅拌；累积加热时间为0.5-16h。
本发明具有如下五个方面的优点，一是减少了畜牧业损失，增加了畜牧业的收入，支持了西部地区建设。二是减少毛纺企业在生产环节中的直接损失，节约了生产成本。三是拉动相关产业链，给社会增加就业机会。四是提升产品附加值，给投资生产企业带来巨额经济回报，五是给国家上缴税费。
本发明制备的纤维保留了天然羊毛蛋白结构，由于羊毛规格可控，品质比羊毛更优秀，又由于该纤维没有鳞片，致使手感细腻亲肤，具有光泽亮丽，染色均匀，耐高温、耐光照、耐腐蚀、均匀性好，除常规品种外，还可生产羊绒纱和超细羊绒纱，改写羊绒不能做夏季服装的历史。由于羊绒纱经济价值高，可成为真正意义上的软黄金。
具体实施方式
下面结合实施例进一步描述本发明：
实施例1
1)将经清洗、自然凉干的羊毛原料和干燥的纸浆，直接与离子液体混合，在可调温的电炉上边加热边搅拌，进行加热溶解60分钟得琥珀色溶解液；
所述羊毛和纸浆原料的重量和与离子液体的重量的重量份配比为1∶20；
所述羊毛与纸浆的重量份配比为1∶1；
所述离子液体为100℃下呈熔融状态的由阴阳离子和阳离子组成的1-丁基-3甲基咪唑氯化盐的离子液体；
2)然后将步骤1)所得的溶解液纺丝，以水为凝固浴，便得到生物蛋白毛纤。
实施例2
将经清洗后的羊毛原料进行预处理：即，将羊毛原料在重量百分比浓度为20％尿素、3％SDS和3％NaHSO3的混合溶液中，100℃下进行浸泡处理0.5h；其预处理的料液重量份比为1∶10；
将经预处理的羊毛原料和干燥后的木浆与离子液混合，在100℃下进行加热(恒温烘箱中加热，并不时搅拌)溶解12h得琥珀色溶解液；所述羊毛和木浆重量之和与离子液重量的重量份配比为3∶10；所述羊毛与木浆重量份配比为1∶2；
所述离子液体为100℃下呈熔融状态的由阴阳离子和阳离子组成的1-丁基，3-甲基咪唑溴化盐；
在上述溶解液中加入占溶解液体积0.1％的甘油，然后将此含甘油的混合液纺丝，以甲醇为凝固浴，即得到生物蛋白毛纤。
实施例3
将经清洗后的驼毛原料进行预处理：即，将驼毛原料在重量百分比浓度为10％尿素、6％SDS和6％NaHSO3的混合溶液中，70℃下进行浸泡处理1h；其预处理的料液重量份配比为1∶20；
将经预处理的驼毛原料和干燥的棉浆与离子液混合，在油浴110℃下进行加热，并不时搅拌，溶解10h得琥珀色溶解液；所述驼毛原料和棉浆重量之和与离子液重量的重量份配比为1∶15；所述驼毛原料与棉浆重量份配比为1∶5；
所述离子液体为100℃下呈熔融状态的由阴阳离子和阳离子组成的1-烯丙基-3-甲基氯化咪唑盐；
在上述溶解液中加入占溶解液体积1％的甘油，然后将此含甘油的混合液纺丝，以乙氰为凝固浴，即得到生物蛋白毛纤。
实施例4
将经清洗后的兔毛原料进行预处理：即，将兔毛原料在重量百分比浓度为20％尿素、3％SDS和3％NaHSO3的混合溶液中，70℃下进行浸泡处理1.0h；其预处理的料液重量份比为1∶10；
将经预处理的兔毛原料和干燥的棉浆与离子液混合，在110℃油浴下进行加热，并不时搅拌，溶解6h得琥珀色溶解液；所述兔毛原料和棉浆重量之和与离子液重量的重量份配比为1∶5；所述兔毛原料与棉浆重量份配比为1∶10；
所述离子液体为100℃下呈熔融状态的由阴阳离子和阳离子组成的1-乙基-3-甲基氯化咪唑盐；
在上述溶解液中加入占溶解液体积1.0％的甘油，然后将此含甘油的混合液纺丝，以乙氰为凝固浴，即得到生物蛋白毛纤。
实施例5
将经清洗后的羊毛原料进行预处理：即，将羊毛原料在重量百分比浓度为50％尿素、3％SDS和3％NaHSO3的混合溶液中，70℃下进行浸泡处理1.0h；其预处理的料液重量份比为1∶30；
将经预处理的羊毛原料和木浆与离子液混合，在100℃油浴下进行加热，并不时搅拌，溶解16h得琥珀色溶解液；所述羊毛原料和木浆重量之和与离子液重量的重量份配比为1∶15；所述羊毛原料与木浆重量份配比为1∶10；
所述离子液体为100℃下呈熔融状态的由阴阳离子和阳离子组成的1-甲基-3-甲基碘化咪唑盐；
在上述溶解液中加入占溶解液体积0.3％的异丙醇，然后将溶液纺丝，以水为凝固浴，即得到生物蛋白毛纤。
实施例6
将经清洗后的羊毛原料进行预处理：即，将羊毛原料在重量百分比浓度为30％尿素、3％SDS和3％NaHSO3的混合溶液中，70℃下进行浸泡处理1.0h；其预处理的料液重量份比为1∶10；
将经预处理的羊毛原料和干燥的纸浆与离子液混合，在100℃油浴下进行加热，并不时搅拌，溶解6h得琥珀色溶解液；所述羊毛原料和纸浆重量之和与离子液重量的重量份配比为1∶10；所述羊毛原料与纸浆重量份配比为1∶3；
所述离子液体为100℃下呈熔融状态的由阴阳离子和阳离子组成的1-甲基-3-甲基氯化咪唑盐；
然后将上述所得溶液纺丝，以30％(NH4)2SO4溶液为凝固浴，即得到生物蛋白毛纤。

Claims (5)

1、一种混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法，其步骤如下：
1)将经清洗、风干或在低于80℃下烘干的动物毛原料，直接或经过预处理后与一定量干燥的纸浆混合，然后共同在90-120℃下的离子液体中，进行溶解得混合溶解液；
所述动物毛原料和纤维素原料的重量之和与离子液体的重量份配比为1∶5～20；
所述动物毛原料与纤维素原料的重量份配比为1∶1-10；
所述离子液体为100℃下呈熔融状态的由阴阳离子和阳离子组成的盐，所述阴离子为卤素离子Cl-、Br-、I-或醋酸根离子；阳离子为N-N-二甲基咪唑阳离子、1-乙基，3-甲基咪唑阳离子、1-烯丙基，3-甲基咪唑阳离子、1-烯丙基，3-甲基咪唑阳离子或1-丁基，3-甲基咪唑阳离子或1-甲基-3-丁基咪唑阳离子；
2)然后将步骤1)所得混合溶解液在水、甲醇、乙醇、乙氰或重量百分比浓度为30％的(NH4)2SO4溶液中进行凝固，析出生物蛋白毛纤；
或者，在步骤1)溶解液中加入占溶解液体积0.1-1.0％的甘油或/和异丙醇助剂，制得含助剂的混合液；
然后再将所得含助剂的混合液在水、甲醇、乙醇、乙氰或重量百分比浓度为30％的(NH4)2SO4溶液中进行凝固，析出生物蛋白毛纤。
2、按权利要求1所述的混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法，其特征在于，所述动物毛原料为纺织过程中被废弃的羊毛、羊毛绒、驼毛、驼毛绒、兔毛、或劣质动物纤维猪毛、皮革；所述的纤维素原料为棉浆、木浆、草浆或纸浆。
3、按权利要求1所述的混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法，其特征在于，所述步骤1)中的动物毛原料的预处理为：将动物毛原料浸在重量百分比浓度为10-50％尿素、2-6％SDS和2-6％NaHSO3的混合溶液中，50-100℃下进行浸泡处理0.5-2h。
4、按权利要求1所述的混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法，其特征在于，所述步骤1)离子液体、动物毛原料及纤维素原料在混合溶解前进行干燥。
5、按权利要求1所述的混合溶解动物毛和纤维素原料制备生物蛋白毛纤的方法，其特征在于，所述步骤1)中的溶解为加热溶解，其加热方式为油浴加热、烘箱加热或电炉加热；加热过程中进行间歇式搅拌；累积加热时间为0.5-16h。
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