CN104005113A - 蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法、蚕蛹蛋白复合纤维及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法，其包括如下步骤：1)棉纤维的预处理；2)棉纤维的还原；3)蚕蛹蛋白液的制备；4)制备蚕蛹蛋白复合纤维。本发明提供的制备方法，其原料易得、反应步骤紧凑，过程容易控制，工艺可操作性和品质稳定性性强；本发明还提供了复合蚕蛹蛋白复合纤维，其由设于芯部的棉纤维和包覆在该棉纤维外表面的蚕蛹蛋白组成，包覆率不小于80％；本发明还提供了该复合纤维，作为服装材料的应用。本发明提供的复合纤维做成成衣穿在身上时，由蚕蛹蛋白直接接触皮肤，其比现有的植物纤维亲肤性好，而且具有蚕丝的光泽，芯部的棉纤维吸汗性强，综合性能好、性价比高。

Description

蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法、蚕蛹蛋白复合纤维及应用

技术领域

本发明涉及纺织工业材料领域，具体是涉及一种蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法、蚕蛹蛋白复合纤维及应用。 

背景技术

当今，随着石油等化石燃料的日益减少，价格随之也水涨船高，完全依靠化石燃料的合成纤维成本也逐步走高，量的增长受到很大的约束，另一方面，合成纤维也有其天然的缺点，比如亲肤性差，舒适度相对于天然纤维逊色，因此，天然纤维成为人们追求舒适生活的首选。但是，蚕丝等天然纤维价格昂贵，棉的亲肤性能又不尽完美，因此，天然功能性纺织品已逐步成为市场主流，如何在现有的天然纤维的基础上进行结构重组或改性成为新兴的研究热点。 

蚕蛹作为蚕丝的副产品，其来源广泛，价格低廉，现有技术中已有记载利用蚕蛹蛋白制备复合粘胶纤维的例子，但是此种纤维中的蝉蛹蛋白纤维与其他纤维共混一起，不能保证蚕蛹蛋白始终与皮肤完全接触，因此其亲肤性能受到一定影响。 

发明内容

本发明要解决的问题在于，针对现有化学纤维成本走高、舒适性不够，植物纤维亲肤性尚待改善的问题，本发明提供了一种亲肤性好，价格低廉的蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法、蚕蛹蛋白复合纤维及其应用。 

本发明解决问题所采用的技术方案为： 

蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法，包括以下步骤： 

1)棉纤维的预处理：将氢氧化钠溶液加入到棉纤维中，室温下，超声震荡30～50s，过滤，冲洗； 

2)棉纤维的还原：将步骤1)处理过的棉纤维加入到高碘酸钠溶液中， 搅拌反应2～4h，过滤，冲洗，得到改性棉纤维； 

3)蚕蛹蛋白液的制备：配置氢氧化钠的乙醇溶液，将蚕蛹蛋白溶解于该氢氧化钠的乙醇溶液中，过滤除去固体物，得到蚕蛹蛋白液； 

4)将步骤2)制备的改性棉纤维加入到步骤3)制备的蚕蛹蛋白液中，于80～100℃下搅拌反应10～20h，过滤，洗涤，烘干，即得到所述蚕蛹蛋白复合纤维。 

所述步骤1)中的氢氧化钠溶液的重量百分比浓度为15～25％。 

所述高碘酸钠溶液的重量百分比浓度为0.05～0.2％。 

所述步骤3)中的氢氧化钠的乙醇溶液中氢氧化钠的重量百分比浓度为1～18％。 

所述步骤1)和步骤2)中的冲洗步骤所用冲洗液为去离子水。 

所述步骤2)反应是在避光条件下进行的。 

所述步骤1)中，所述棉纤维完全浸没于氢氧化钠溶液中；所述步骤2)中，所述处理过的棉纤维完全浸没于所述高碘酸钠溶液中；所述步骤3)中，所述蚕蛹蛋白液为蚕蛹蛋白在氢氧化钠的乙醇溶液中的饱和液；所述步骤4)中，所述改性棉纤维完全浸没于所述蚕蛹蛋白液中。 

一种蚕蛹蛋白复合纤维，其是由设于芯部的棉纤维和包覆于该棉纤维外表面的蚕蛹蛋白薄膜层组成，所述蚕蛹蛋白薄膜层的表面包覆率不小于80％。 

所述棉纤维的直径与所述蚕蛹蛋白薄膜层的厚度比例为：10：1～20：1。 

上述蚕蛹蛋白复合纤维作为内衣材料的应用，尤其是作为内衣里料的应用。 

本发明的有益效果为：本发明的蚕蛹蛋白复合纤维制备方法，其原料易得，反应步骤紧凑，过程容易控制，工艺可操作性和品质稳定性强；本发明提供的复合蚕蛹蛋白复合纤维，其包括芯部的棉纤维和设于棉纤维外表面的蚕蛹蛋白，由其纺织成布料，制成内衣等服装产品穿在身上时，由蚕蛹蛋白直接接触皮肤，其比现有的植物纤维亲肤性好，而且具有蚕丝的光泽，芯部的棉纤维吸汗性强，成本低廉；本发明提供的蚕蛹蛋白复合纤维的应用，其可应用于纺织服装布料，如贴身内衣的里料或面料，比如胸罩、内裤、小背心和夏季服装。 

附图说明

图1为本发明实施例蚕蛹蛋白复合纤维制备方法流程示意图。 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 

实施例1： 

请参阅图1，本发明实施例提供的蚕蛹蛋白复合纤维制备方法，包括以下步骤： 

1)棉纤维的预处理：将氢氧化钠溶液加入到棉纤维中，室温下，超声震荡30～50s，过滤，冲洗； 

2)棉纤维的还原：将步骤1)处理过的棉纤维加入到高碘酸钠溶液中，搅拌反应2～4h，过滤，冲洗，得到改性棉纤维； 

3)蚕蛹蛋白液的制备：配置氢氧化钠的乙醇溶液，将蚕蛹蛋白溶解于该氢氧化钠的乙醇溶液中，过滤除去固体物，得到蚕蛹蛋白液； 

4)将步骤2)制备的改性棉纤维加入到步骤3)制备的蚕蛹蛋白液中，于80～100℃下搅拌反应10～20h，过滤，洗涤，烘干，即得到所述蚕蛹蛋白复合纤维。 

步骤1)中的氢氧化钠溶液的重量百分比浓度为15～25％，氢氧化钠溶液可以使棉纤维发生溶胀，在显微镜下观察，可发现棉纤维横截面由未处理前的不规则的扁形变为规则的圆形，从而增大了棉纤维的比表面积，有利于后续反应的进行；步骤3)中的氢氧化钠的乙醇溶液中氢氧化钠的重量百分比浓度为1～18％，乙醇的百分比浓度为5～25％；向该氢氧化钠的乙醇溶液中加入蚕蛹蛋白，应以蚕蛹蛋白不能继续溶解为止，过滤除去不溶解的固体物，从而制得蚕蛹蛋白的饱和溶液；步骤1)和步骤2)中的冲洗步骤所用冲洗液为去离子水，洗涤原则是少量多次，以彻底除去残留的氢氧化钠和高碘酸钠。 

步骤2)中高碘酸钠溶液的重量百分比浓度范围为0.05～0.2％。当高碘酸钠溶液浓度高于0.2％时，棉纤维会发生明显的氧化降解副反应，棉纤维的大 分子链被解聚，导致棉纤维的力学性能降低，因此，上述高碘酸钠溶液的浓度以不超过0.2％为宜，当浓度低于0.2％时，高碘酸钠溶液可选择性氧化棉纤维上的葡萄糖基环，生成醛基基团。随着高碘酸钠溶液浓度的不同，可选择性氧化的范围和程度会出现差别：浓度大时，可选择性氧化范围大和程度高，浓度小时，可选择性氧化范围小和程度小。为避免由于光照因素所造成的超氧化现象，使反应向预期进行，上述氧化反应应该在避光条件下进行。 

通过步骤2)反应后制备的改性棉纤维由于含有大量醛基，当遇到蚕蛹蛋白时，这些醛基会和蚕蛹蛋白在碱性条件下发生反应，使蚕蛹蛋白以支链的形式附着于棉纤维外表面上，因此就形成了棉纤维处于内芯、蚕蛹蛋白处于表层的双层结构。 

为了保证反应的充分进行，步骤1)中，棉纤维应完全浸没于氢氧化钠溶液中；步骤2)中，处理过的棉纤维应完全浸没于所述高碘酸钠溶液中；步骤4)中，改性棉纤维应完全浸没于蚕蛹蛋白液中。 

步骤4)中的烘干条件为在60～80℃下自然烘干，或在60℃左右真空抽干。 

此外，本发明实施例还提供了采用上述方法制备的蚕蛹蛋白复合纤维，其是由设于芯部的棉纤维和包覆于该棉纤维外表面的蚕蛹蛋白薄膜层组成，所述蚕蛹蛋白薄膜层的表面包覆率不小于80％，所述棉纤维的直径与所述蚕蛹蛋白薄膜层的厚度比例为：10：1～20：1。 

相比现有的植物纤维，本方法制备的蚕蛹蛋白复合纤维原料综合成本低、性价比高，其亲肤性远远高于棉纤维，而且光泽性非常好，是制作贴身内衣的最佳选择。 

本发明实施例所提供的蚕蛹蛋白复合纤维作为服装材料的应用，可用于纺织各类服装布料，作为面料或里料，用来制备内衣、贴身胸罩、内裤、小背心，夏季服装等。 

以下通过多个实施例来举例说明蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法、蚕蛹蛋白复合纤维及应用。 

实施例2： 

本实施例提供的蚕蛹蛋白复合纤维制备方法、制品及应用，其基本上与实施例1相同，其不同之处在于： 

1)棉纤维的预处理：将重量百分比浓度为15％的氢氧化钠溶液加入到棉纤维中，室温下，超声震荡30s，过滤，用去离子水冲洗3次； 

2)棉纤维的还原：将步骤1)处理过的棉纤维加入到重量百分比浓度为0.05％高碘酸钠溶液中，避光条件下，搅拌反应2h，过滤，用去离子水冲洗6次，得到改性棉纤维； 

3)蚕蛹蛋白液的制备：配置氢氧化钠的乙醇溶液，其中氢氧化钠的含量为1％，乙醇含量为5％；将蚕蛹蛋白溶解于该氢氧化钠的乙醇溶液中直至饱和，过滤除去固体物，得到蚕蛹蛋白液； 

4)将步骤2)制备的改性棉纤维浸入到步骤3)制备的蚕蛹蛋白液中，于80℃下搅拌反应10h，过滤，洗涤，60℃下烘干，即得到所述蚕蛹蛋白复合纤维。 

通过上述方法制备的蚕蛹蛋白复合纤维，其是由设于芯部的棉纤维和包覆于该棉纤维外表面的蚕蛹蛋白薄膜层组成，得到的蚕蛹蛋白复合纤维比采用的棉纤维原料增重4％，其可用于制备成布料，再制成贴身胸罩、内裤、小背心，夏季服装等。 

实施例3 

本实施例提供的蚕蛹蛋白复合纤维制备方法、制品及应用，其基本上与实施例1或2相同，其不同之处在于： 

1)棉纤维的预处理：将重量百分比浓度为20％的氢氧化钠溶液加入到棉纤维中，室温下，超声震荡40s，过滤，用去离子水冲洗4次； 

2)棉纤维的还原：将步骤1)处理过的棉纤维加入到重量百分比浓度为0.1％高碘酸钠溶液中，避光条件下，搅拌反应3h，过滤，用去离子水冲洗4次，得到改性棉纤维； 

3)蚕蛹蛋白液的制备：配置重量百分比浓度为10％的氢氧化钠、15％的乙醇混合溶液，将蚕蛹蛋白溶解于该氢氧化钠的乙醇溶液中直至饱和，过滤除去固体物，得到蚕蛹蛋白液； 

4)将步骤2)制备的改性棉纤维浸入到步骤3)制备的蚕蛹蛋白液中，于90℃下搅拌反应15h，过滤，洗涤，80℃下烘干，即得到所述蚕蛹蛋白复合纤维。 

通过上述方法制备的蚕蛹蛋白复合纤维，其是由设于芯部的棉纤维和包覆于该棉纤维外表面的蚕蛹蛋白薄膜层组成，得到的蚕蛹蛋白复合纤维比采用的棉纤维原料增重5％，其可用于制备贴身胸罩、内裤、小背心，夏季服装等。 

实施例4 

本实施例提供的蚕蛹蛋白复合纤维制备方法、制品及应用，其基本上与实施例1、2或3相同，其不同之处在于： 

1)棉纤维的预处理：将重量百分比浓度为25％的氢氧化钠溶液加入到棉纤维中，室温下，超声震荡50s，过滤，用去离子水冲洗6次； 

2)棉纤维的还原：将步骤1)处理过的棉纤维加入到重量百分比浓度为0.2％高碘酸钠溶液中，避光条件下，搅拌反应4h，过滤，用去离子水冲洗5次，得到改性棉纤维； 

3)蚕蛹蛋白液的制备：配置重量百分比浓度为18％的氢氧化钠、25％的乙醇混合溶液，将蚕蛹蛋白溶解于该氢氧化钠的乙醇溶液中直至饱和，过滤除去固体物，得到蚕蛹蛋白液； 

4)将步骤2)制备的改性棉纤维浸入到步骤3)制备的蚕蛹蛋白液中，于100℃下搅拌反应20h，过滤，洗涤，60℃下真空抽干，即得到所述蚕蛹蛋白复合纤维。 

通过上述方法制备的蚕蛹蛋白复合纤维，其是由设于芯部的棉纤维和包覆于该棉纤维外表面的蚕蛹蛋白薄膜层组成，得到的蚕蛹蛋白复合纤维比采用的棉纤维原料增重8％，其可用于制备贴身胸罩、内裤、小背心，夏季服装等。 

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。 

Claims (10)

1.蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)棉纤维的预处理：将氢氧化钠溶液加入到棉纤维中，室温下，超声震荡30～50s，过滤，冲洗；

2)棉纤维的还原：将步骤1)处理过的棉纤维加入到高碘酸钠溶液中，搅拌反应2～4h，过滤，冲洗，得到改性棉纤维；

3)蚕蛹蛋白液的制备：配置氢氧化钠的乙醇溶液，将蚕蛹蛋白溶解于该氢氧化钠的乙醇溶液中，过滤除去固体物，得到蚕蛹蛋白液；

4)将步骤2)制备的改性棉纤维加入到步骤3)制备的蚕蛹蛋白液中，于80～100℃下搅拌反应10～20h，过滤，洗涤，烘干，即得到所述蚕蛹蛋白复合纤维。

2.根据权利要求1所述的蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中的氢氧化钠溶液的重量百分比浓度为15～25％。

3.根据权利要求1所述的蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法，其特征在于，所述高碘酸钠溶液的重量百分比浓度为0.05～0.2％。

4.根据权利要求1所述的蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的氢氧化钠的乙醇溶液中氢氧化钠的重量百分比浓度为1～18％。

5.根据权利要求1所述的蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1)和步骤2)中的冲洗步骤所用冲洗液为去离子水。

6.根据权利要求1所述的蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2)反应是在避光条件下进行的。

7.根据权利要求1所述的蚕蛹蛋白复合纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，所述棉纤维完全浸没于氢氧化钠溶液中；所述步骤2)中，所述处理过的棉纤维完全浸没于所述高碘酸钠溶液中；所述步骤3)中，所述蚕蛹蛋白液为蚕蛹蛋白在氢氧化钠的乙醇溶液中的饱和液；所述步骤4)中，所述改性棉纤维完全浸没于所述蚕蛹蛋白液中。

8.采用权利要求1～7之一所述方法制备的蚕蛹蛋白复合纤维，其特征在于，其是由设于芯部的棉纤维和包覆于该棉纤维外表面的蚕蛹蛋白薄膜层组成，所述蚕蛹蛋白薄膜层的表面包覆率不小于80％。

9.根据权利要求8所述的蚕蛹蛋白复合纤维，其特征在于，所述棉纤维的直径与所述蚕蛹蛋白薄膜层的厚度比例为：10：1～20：1。

10.根据权利要求8～9之一所述的蚕蛹蛋白复合纤维，其作为纺织服装布料的应用。