一种人发角蛋白改性制备高吸油凝胶的方法

摘要

本发明公开了一种人发角蛋白改性制备高吸油凝胶的方法，其特点是先使用还原液从人发中提取角蛋白，然后利用2-溴异丁酰溴改性得到角蛋白大分子引发剂，再将角蛋白大分子引发剂溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，依次加入单体，交联剂，催化剂，配体，进行单电子转移活性自由基聚合，得到高吸油凝胶。借助本发明所公开的制备方法，可以得到对氯仿的吸油倍率为44倍的高吸油凝胶。

权利要求

1.一种人发角蛋白改性制备高吸油凝胶的方法，其特征是该方法包括以下步骤和条件，步骤一，人发角蛋白的提取，洗净烘干的头发，剪成2-3毫米的小段，在pH值为9.0的还原液中溶胀1～2小时，然后在45～60摄氏度搅拌反应至少12小时，过滤得到的角蛋白溶液在沉淀剂中沉淀，并用20%的盐酸调pH值为4.0，沉淀后的角蛋白用蒸馏水反复洗涤，干燥后得到人发角蛋白，其中，还原液为巯基乙酸铵溶液或巯基乙酸铵-十二烷基硫酸钠溶液，所用头发与还原液的比例为1克:50～100 毫升，沉淀剂为乙醇-水或甲醇-水混合液，步骤二，角蛋白大分子引发剂的制备，将1～3克人发角蛋白分散在10～30毫升二甲基亚砜中，液下通氮气并不断搅拌，然后依次加入0.4～2.0克4-甲氨基吡啶，0.5～2.5毫升三乙胺，充分溶解后，缓慢滴加0.4～2.4毫升2-溴异丁酰溴，0.5～1.0小时内加完，室温下反应至少12小时，产物在甲醇-冰水中沉淀，抽滤并反复用甲醇，水，乙醇洗涤至无残留，得到角蛋白大分子引发剂，步骤三，角蛋白大分子引发剂制备高吸油凝胶，将角蛋白大分子引发剂溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，依次加入单体，交联剂，催化剂，配体，50～75摄氏度进行单电子转移活性自由基聚合，反应至少20小时，得到高吸油凝胶，其中单体为甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁酯，交联剂为二乙烯基苯或季戊四醇三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，催化剂为铜粉，配体为六次甲基四胺或四甲基乙二胺，单体:交联剂:角蛋白大分子引发剂:催化剂:配体:溶剂的比例为3～12毫升:0.03～0.1毫升:0.05～0.2克:0.0075～0.0225克:0.035～0.1毫升:3～12毫升。

说明书

一种人发角蛋白改性制备高吸油凝胶的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种人发角蛋白改性制备高吸油凝胶的方法，属于功能高分子材料领域。

背景技术

[0002] 高吸油性树脂是20世纪60年代发展起来的一种新型功能高分子材料，具有吸油量大，吸油速率快，保油性能好等特点，近年来得到了广泛的关注。但是此类高吸油性树脂存在的主要问题是难以生物降解，合成可降解生物基高吸油性树脂是当前重要的研究课题。人发是一种广泛存在的废弃蛋白资源，主要成分是角蛋白，将蛋白质的肽链杂合到传统碳链聚合物中，不仅能解决传统聚合物带来的环境污染问题，而且还可以充分利用废弃蛋白资源。

[0003] 接枝法是一种有效的合成蛋白质-聚合物结合体的方法。单电子转移活性自由基聚合是近年来发展起来的一种新型活性可控自由基聚合方法，其反应条件温和，催化剂用量少，能够在较低温度下反应，可用于合成蛋白质-聚合物结合体。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种人发角蛋白改性制备高吸油凝胶的方法。

[0005] 本发明提供了一种人发角蛋白改性制备高吸油凝胶的方法，包括如下步骤：

[0006] 步骤一，人发角蛋白的提取，洗净烘干的头发，剪成2-3毫米的小段，在pH值为9.0的还原液中溶胀1～2小时，然后在45～60摄氏度搅拌反应至少12小时，过滤得到的角蛋白溶液在沉淀剂中沉淀，并用20%的盐酸调pH值为4.0，沉淀后的角蛋白用蒸馏水反复洗涤，干燥后得到头发角蛋白，其中，还原液为巯基乙酸铵溶液或巯基乙酸铵-十二烷基硫酸钠溶液，所用头发与还原液的比例为1:50～1:100克/毫升，沉淀剂为乙醇-水或甲醇-水混合液，步骤二，角蛋白大分子引发剂的制备，将1～3克人发角蛋白分散在10～30毫升二甲基亚砜中，液下通氮气并不断搅拌，然后依次加入0.4～2.0克4-甲氨基吡啶，0.5～2.5毫升三乙胺，充分溶解后，缓慢滴加0.4～2.4毫升2-溴异丁酰溴，0.5～1.0小时内加完，室温下反应至少12小时，产物在甲醇-冰水中沉淀，抽滤并反复用甲醇，水，乙醇洗涤至无残留，得到角蛋白大分子引发剂，步骤三，角蛋白大分子引发剂制备高吸油凝胶，将角蛋白大分子引发剂溶解在N，N-二甲基甲酰胺中，依次加入单体，交联剂，催化剂，配体，
50～75摄氏度进行单电子转移活性自由基聚合，反应至少20小时，得到高吸油凝胶，其中单体为甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁酯，交联剂为二乙烯基苯或季戊四醇三丙烯酸酯或三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，催化剂为铜粉，配体为六次甲基四胺或四甲基乙二胺，单体:交联剂:角蛋白大分子引发剂:催化剂:配体:溶剂的比例为3～12毫升:0.03～0.1毫升:0.05～0.2克:0.0075～0.0225克:0.035～0.1毫升:3～12毫升。

[0007] 本发明与已有技术相比具有如下优势：

[0008] 从废弃人发中提取角蛋白，通过化学改性制成大分子引发剂，采用单电子转移活性自由基聚合技术，合成高吸油凝胶，所得凝胶具有微交联网络，并且吸油倍率大，重复使用率高，生物降解性好。

具体实施方式

[0009] 下面详细说明本发明并给出几个实施例：

[0010] 人发中提取角蛋白。4克头发在200毫升pH 值为9.0的巯基乙酸铵-十二烷基硫酸钠还原液中溶胀2小时，然后在55摄氏度搅拌反应24小时，过滤得到的角蛋白溶液在pH 值为4.0的甲醇-水混合液中沉淀，洗涤、干燥后得到头发角蛋白。实施例中均使用此法提取的角蛋白。

[0011] 实施例一：

[0012] 1克人发角蛋白，分散在10毫升二甲基亚砜中, 依次加0.4克4-甲氨基吡啶,0.5毫升三乙胺搅拌溶解, 然后在0.5小时内缓慢滴加0.4毫升2-溴异丁酰溴, 室温下反应24小时。洗涤、干燥后得到角蛋白大分子引发剂，取该大分子引发剂0.2克，溶解在
7.5毫升N，N-二甲基甲酰胺中，依次加入7.5毫升甲基丙烯酸丁酯，0.06毫升季戊四醇三丙烯酸酯，0.015克铜粉，0.07毫升四甲基乙二胺，65摄氏度进行单电子转移活性自由基聚合，反应24小时。

[0013] 所得高吸油凝胶对氯仿的吸油倍率为37倍。

[0014] 实施例二：

[0015] 1克人发角蛋白，分散在20毫升二甲基亚砜中, 依次加0.8克4-甲氨基吡啶，1.0毫升三乙胺搅拌溶解, 然后在1小时内缓慢滴加0.8毫升2-溴异丁酰溴, 室温下反应24小时。洗涤、干燥后得到角蛋白大分子引发剂，取该大分子引发剂0.1克, 溶解在7.5毫升N，N-二甲基甲酰胺中，依次加入7.5毫升甲基丙烯酸丁酯，0.06毫升季戊四醇三丙烯酸酯，0.015克铜粉，0.07毫升四甲基乙二胺，75摄氏度进行单电子转移活性自由基聚合，反应24小时。

[0016] 所得高吸油凝胶对氯仿的吸油倍率为44倍。

[0017] 实施例三：

[0018] 1克人发角蛋白，分散在20毫升二甲基亚砜中, 依次加0.8克4-甲氨基吡啶，1.0毫升三乙胺搅拌溶解, 然后在1小时内缓慢滴加0.8毫升2-溴异丁酰溴, 室温下反应24小时。洗涤、干燥后得到角蛋白大分子引发剂，取该大分子引发剂0.1克, 溶解在7.5毫升N，N-二甲基甲酰胺中，依次加入7.5毫升甲基丙烯酸丁酯，0.06毫升三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，0.015克铜粉，0.07毫升四甲基乙二胺，65摄氏度进行单电子转移活性自由基聚合，反应24小时。

[0019] 所得高吸油凝胶对氯仿的吸油倍率为35倍。

[0020] 实施例四：

[0021] 1克人发角蛋白，分散在20毫升二甲基亚砜中, 依次加0.8克4-甲氨基吡啶，1.0毫升三乙胺搅拌溶解, 然后在1小时内缓慢滴加0.8毫升2-溴异丁酰溴, 室温下反应24小时。洗涤、干燥后得到角蛋白大分子引发剂，取该大分子引发剂0.1克, 溶解在5毫升N，N-二甲基甲酰胺中，依次加入5毫升甲基丙烯酸甲酯，0.06毫升季戊四醇三丙烯酸酯，0.015克铜粉，0.07毫升四甲基乙二胺，65摄氏度进行单电子转移活性自由基聚合，反