一种生物改性面料及其制备方法转让专利
申请号 : CN202110083690.1
文献号 : CN112900088B
文献日 : 2021-12-28
发明人 : 方宇航
申请人 : 浙江跃嘉纺织科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种生物改性面料,其特征在于,主要包括以下重量份数的原料组分: 75 90 份预 ~
处理聚丙烯腈纤维,10 25 份改性壳聚糖,10 20 份β‑环糊精; 所述预处理聚丙烯腈纤维~ ~
为纤维表面含有酰氯强极性基团的聚丙烯腈纤维; 所述改性壳聚糖中包括大豆分离蛋白、 月桂酸和壳聚糖;
所述生物改性面料的制备方法为:(1)将聚丙烯腈纤维与氢氧化钠溶液中处理后,再置于氯化亚砜气体中处理,得预 处理聚丙烯腈纤维;
(2)将壳聚糖溶于醋酸溶液中,并加入十二烷基硫酸钠,调节pH 至中性后,过滤, 干燥,得预处理壳聚糖;
(3)将大豆分离蛋白分散于水中,并加入 3‑氨丙基三乙氧基硅烷,1‑(3‑二甲氨基 丙基) ‑3‑ 乙基二碳亚胺盐酸盐和 N‑羟基琥珀酰亚胺,搅拌混合后,透析,去除小分子, 得改性大豆分离蛋白分散液,将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖 混合,搅拌反应后,冷冻干燥,得预改性壳聚糖;
(4)将步骤(3)所得预改性壳聚糖与月桂酸混合于乙醇溶液中搅拌反应后,过滤, 干燥,得改性壳聚糖;
(5)按重量分数计,依次称取各原料,将步骤(4)所得改性壳聚糖分散于水中,并 加入步骤( 1)所得预处理聚丙烯腈纤维,搅拌反应后,过滤,干燥,得预改性聚丙烯腈 纤维; 将预改性聚丙烯腈纤维与β‑环糊精溶液混合,并加入柠檬酸和磷酸二氢钠,搅拌反 应后,过滤,得滤饼,将滤饼干燥,得改性聚丙烯腈纤维; 将改性聚丙烯腈纤维于表面活 性剂溶液中进行倍捻后,再经纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。
2.根据权利要求1所述的一种生物改性面料,其特征在于,所述壳聚糖为脱乙酰度70~
90%的壳聚糖混合物。
3.根据权利要求 2所述的一种生物改性面料,其特征在于,所述生物改性面料主要包 括以下重量份数的原料组分:90 份预处理聚丙烯腈纤维,15份改性壳聚糖,15份β‑环糊精。
4.一种生物改性面料的制备方法,其特征在于,所述生物改性面料的制备 方法主要包括以下制备步骤:
(1)将聚丙烯腈纤维与质量分数为 10%的氢氧化钠溶液按质量比 1:5 1:8 混合,于~
温 度为 80℃的条件下反应 10 12min 后,得过滤,洗涤,干燥,得预处理聚丙烯腈纤维坯~
料, 将预处理聚丙烯腈纤维坯料置于预处理聚丙烯腈纤维质量 0. 1 0.2 倍的氯化亚砜~
气体中, 于温度为 110℃的条件下处理 10 18min 后,得预处理聚丙烯腈纤维;
~
(2)将壳聚糖溶于壳聚糖质量 10 倍的质量分数为 1 3%的醋酸溶液中,并加入壳聚 ~
糖质量 0.4 0.8 倍的十二烷基硫酸钠,搅拌混合 4 5h 后,壳聚糖混合液,用质量分数为2~ ~
3%的氢氧化钠溶液得调节pH 壳聚糖混合液至中性后,过滤,得预处理壳聚糖坯料,将 预~
处理壳聚糖坯料于温度为 75℃的条件下干燥至恒重,得预处理壳聚糖;
(3)将大豆分离蛋白与水按质量比 1:30 1:40 混合于烧杯中,并向烧杯中加入大豆~
分 离蛋白质量 0. 15 0.20 倍的 3‑氨丙基三乙氧基硅烷,大豆分离蛋白质量 0.8 0.9 ~ ~
倍的 1‑(3‑ 二甲氨基丙基) ‑3‑ 乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量 1.8 2.0 倍~
的 N‑羟基琥珀酰亚 胺,于室温条件下搅拌混合 1 2h 后,透析,去除小分子,得改性大豆~
分离蛋白分散液, 将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖按质量比 25:
1 28:1 混合,于温 度为 80℃的条件下搅拌反应 23 25h 后,冷冻干燥,得预改性壳聚糖;
~ ~
(4)将步骤(3)所得预改性壳聚糖与月桂酸按质量比 3:1 6:1 混合于预改性壳聚糖 ~
质量 3 5 倍的质量分数为 50%的乙醇溶液中,于室温条件下搅拌反应 3 4h 后,过滤,得 ~ ~
改性壳聚糖坯料,将改性壳聚糖坯料于温度为 60℃的条件下干燥至恒重,得改性壳聚糖;
(5)按重量分数计,依次称取 90 份预处理聚丙烯腈纤维,15 份改性壳聚糖,15 份 β‑环糊精,将步骤(4)所得改性壳聚糖分散于水中,并加入步骤(1)所得预处理聚丙烯 腈纤维,搅拌反应后,过滤,干燥,得预改性聚丙烯腈纤维;将β‑环糊精与水按质量比 1:10 混合,并加入预改性聚丙烯腈纤维,β‑环糊精质量 0. 1 0.3 倍的柠檬酸和β‑环糊精质量0. ~
1 0.2 倍的磷酸二氢钠,搅拌反应后,过滤,得滤饼,将滤饼于温度为 75℃的条件下干 燥 ~
3 4h 后,得改性聚丙烯腈纤维;将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂中进行倍捻,再经纺线、~
染色、固色、编织后制得生物改性面料。
5.根据权利要求 4所述的一种生物改性面料的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述透析所用透析袋为截留分子量1000 1800 的透析袋。
~
6.根据权利要求4 所述的一种生物改性面料的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述制得的生物改性面料的克重为170 190g/m2。
~
7.根据权利要求4所述的一种生物改性面料的制备方法,其特征在于,步骤(5)所述表面活性剂溶液为质量分数为5%的司盘‑80溶液或质量分数为3%的十二烷基苯磺酸钠溶液中任意一种。
说明书 :
一种生物改性面料及其制备方法
技术领域
背景技术
羊毛,所以有“合成羊毛”之称。腈纶纤维的用途广泛,原料丰富,发展速度很快,现今已是三
大合成纤维之一,其产量仅次于涤纶和尼龙。
46%,伸长弹性近似于羊毛。腈纶纤维的熔点不明显,在200℃内不发生热分解和变色,但开
始软化,在300℃时接近分解点。腈纶纤维的耐日光性和耐气候性特别好,经日晒800h,强力
损失为10%~25%。腈纶纤维在标准大气条件下的回潮率为2%。腈纶纤维耐虫蛀、耐霉菌,
对一般化学药品的稳定性较好。
物改性的方法使腈纶具有较好的耐磨性、力学性能和染色性能。
发明内容
纤维表面含有酰氯强极性基团的聚丙烯腈纤维;所述改性壳聚糖中包大豆分离蛋白、月桂
酸和壳聚糖。
性大豆分离蛋白分散液,将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖混合,搅
拌反应后,冷冻干燥,得预改性壳聚糖;
预改性聚丙烯腈纤维与β‑环糊精溶液混合,并加入柠檬酸和磷酸二氢钠,搅拌反应后,过
滤,得滤饼,将滤饼干燥,得改性聚丙烯腈纤维;将改性聚丙烯腈纤维经倍捻、纺线、染色、固
色、编织后制得生物改性面料。
料,将预处理聚丙烯腈纤维坯料置于预处理聚丙烯腈纤维质量0.1~0.2倍的氯化亚砜气体
中,于温度为110℃的条件下处理10~18min后,得预处理聚丙烯腈纤维;
~3%的氢氧化钠溶液得调节pH壳聚糖混合液至中性后,过滤,得预处理壳聚糖坯料,将预
处理壳聚糖坯料于温度为75℃的条件下干燥至恒重,得预处理壳聚糖;
1‑(3‑二甲氨基丙基)‑3‑乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.8~2.0倍的N‑羟基琥
珀酰亚胺,于室温条件下搅拌混合1~2h后,透析,去除小分子,得改性大豆分离蛋白分散
液,将改性大豆分离蛋白分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖按质量比25:1~28:1混合,于
温度为80℃的条件下搅拌反应23~25h后,冷冻干燥,得预改性壳聚糖;
改性壳聚糖坯料,将改性壳聚糖坯料于温度为60℃的条件下干燥至恒重,得改性壳聚糖;
搅拌反应后,过滤,干燥,得预改性聚丙烯腈纤维;将β‑环糊精与水按质量比1:10混合,并加
入预改性聚丙烯腈纤维,β‑环糊精质量0.1~0.3倍的柠檬酸和β‑环糊精质量0.1~0.2倍的
磷酸二氢钠,搅拌反应后,过滤,得滤饼,将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3~4h后,得改
性聚丙烯腈纤维;将改性聚丙烯腈纤维经倍捻、纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面
料。
的氨基和羟基形成不可逆的交联,从而将改性壳聚糖吸附于聚丙烯腈纤维表面,由于大豆
分离蛋白的存在,可有效提高产品的吸湿性,其次,大豆分离蛋白通过硅烷偶联剂与壳聚糖
相连,从而在大豆分离白接枝于聚丙烯腈纤维表面时,将壳聚糖也接枝于聚丙烯腈表面,由
于壳聚糖的存在,因此,可在改性聚丙烯腈纤维与β‑环糊精溶液混合后,壳聚糖与β‑环糊精
在交联剂的作用于聚丙烯腈表面形成交联网络,从而提高聚丙烯腈的强度;
基反应,在预改性壳聚糖改性过程中,壳聚糖中被保护的氨基可与月桂酸发生接枝反应,从
而在壳聚糖与β‑环糊精形成的交联网络上形成梳状化合物,进而提高聚丙烯腈的耐磨性;
并且,在聚丙烯腈纤维使用过程中,壳聚糖上接枝的梳状分子可与壳聚糖与β‑环糊精形成
的交联网络发生缠绕,从而进一步提高产品的强度。
具体实施方式
实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都
属于本发明保护的范围。
维坯料用去离子水洗涤6次后,并于温度为80℃的条件下干燥3h,将预处理聚丙烯腈纤维坯
料置于预处理聚丙烯腈纤维质量0.15倍的氯化亚砜气体中,于温度为110℃的条件下处理
15min后,得预处理聚丙烯腈纤维;
化钠溶液得调节pH壳聚糖混合液至中性后,过滤,得预处理壳聚糖坯料,将预处理壳聚糖坯
料于温度为75℃的条件下干燥至恒重,得预处理壳聚糖;
基)‑3‑乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.9倍的N‑羟基琥珀酰亚胺,于室温条件
下搅拌混合1.5h后,透析,去除小分子,得改性大豆分离蛋白分散液,将改性大豆分离蛋白
分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖按质量比26:1混合,于温度为80℃的条件下搅拌反应
24h后,冷冻干燥,得预改性壳聚糖;
料,将改性壳聚糖坯料于温度为60℃的条件下干燥至恒重,得改性壳聚糖;
丙烯腈纤维,搅拌反应后,过滤,干燥,得预改性聚丙烯腈纤维;将β‑环糊精与水按质量比1:
10混合,并加入预改性聚丙烯腈纤维,β‑环糊精质量0.12倍的柠檬酸和β‑环糊精质量0.15
倍的磷酸二氢钠,搅拌反应后,过滤,得滤饼,将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3.5h后,得
改性聚丙烯腈纤维;将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂溶液中倍捻后,再经纺线、染色、固
色、编织后制得生物改性面料。
化钠溶液得调节pH壳聚糖混合液至中性后,过滤,得预处理壳聚糖坯料,将预处理壳聚糖坯
料于温度为75℃的条件下干燥至恒重,得预处理壳聚糖;
基)‑3‑乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.9倍的N‑羟基琥珀酰亚胺,于室温条件
下搅拌混合1.5h后,透析,去除小分子,得改性大豆分离蛋白分散液,将改性大豆分离蛋白
分散液与步骤(1)所得预处理壳聚糖按质量比26:1混合,于温度为80℃的条件下搅拌反应
24h后,冷冻干燥,得预改性壳聚糖;
料,将改性壳聚糖坯料于温度为60℃的条件下干燥至恒重,得改性壳聚糖;
预改性聚丙烯腈纤维;将β‑环糊精与水按质量比1:10混合,并加入预改性聚丙烯腈纤维,β‑
环糊精质量0.12倍的柠檬酸和β‑环糊精质量0.15倍的磷酸二氢钠,搅拌反应后,过滤,得滤
饼,将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3.5h后,得改性聚丙烯腈纤维;将改性聚丙烯腈纤维
于表面活性剂溶液中倍捻后,再经纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。
维坯料用去离子水洗涤6次后,并于温度为80℃的条件下干燥3h,将预处理聚丙烯腈纤维坯
料置于预处理聚丙烯腈纤维质量0.15倍的氯化亚砜气体中,于温度为110℃的条件下处理
15min后,得预处理聚丙烯腈纤维;
化钠溶液得调节pH壳聚糖混合液至中性后,过滤,得预处理壳聚糖坯料,将预处理壳聚糖坯
料于温度为75℃的条件下干燥至恒重,得预处理壳聚糖;
基)‑3‑乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.9倍的N‑羟基琥珀酰亚胺,于室温条件
下搅拌混合1.5h后,透析,去除小分子,得改性大豆分离蛋白分散液,将改性大豆分离蛋白
分散液与步骤(2)所得预处理壳聚糖按质量比26:1混合,于温度为80℃的条件下搅拌反应
24h后,冷冻干燥,得改性壳聚糖;
丙烯腈纤维,搅拌反应后,过滤,干燥,得预改性聚丙烯腈纤维;将β‑环糊精与水按质量比1:
10混合,并加入预改性聚丙烯腈纤维,β‑环糊精质量0.12倍的柠檬酸和β‑环糊精质量0.15
倍的磷酸二氢钠,搅拌反应后,过滤,得滤饼,将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3.5h后,得
改性聚丙烯腈纤维;将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂溶液中倍捻后,再经纺线、染色、固
色、编织后制得生物改性面料。
维坯料用去离子水洗涤6次后,并于温度为80℃的条件下干燥3h,将预处理聚丙烯腈纤维坯
料置于预处理聚丙烯腈纤维质量0.15倍的氯化亚砜气体中,于温度为110℃的条件下处理
15min后,得预处理聚丙烯腈纤维;
基)‑3‑乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.9倍的N‑羟基琥珀酰亚胺,于室温条件
下搅拌混合1.5h后,透析,去除小分子,得改性大豆分离蛋白分散液,将改性大豆分离蛋白
分散液与壳聚糖按质量比26:1混合,于温度为80℃的条件下搅拌反应24h后,冷冻干燥,得
预改性壳聚糖;
料,将改性壳聚糖坯料于温度为60℃的条件下干燥至恒重,得改性壳聚糖;
丙烯腈纤维,搅拌反应后,过滤,干燥,得预改性聚丙烯腈纤维;将β‑环糊精与水按质量比1:
10混合,并加入预改性聚丙烯腈纤维,β‑环糊精质量0.12倍的柠檬酸和β‑环糊精质量0.15
倍的磷酸二氢钠,搅拌反应后,过滤,得滤饼,将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3.5h后,得
改性聚丙烯腈纤维;将改性聚丙烯腈纤维于表面活性剂溶液中倍捻后,再经纺线、染色、固
色、编织后制得生物改性面料。
基)‑3‑乙基二碳亚胺盐酸盐和大豆分离蛋白质量1.9倍的N‑羟基琥珀酰亚胺,于室温条件
下搅拌混合1.5h后,透析,去除小分子,得改性大豆分离蛋白分散液,将改性大豆分离蛋白
分散液与步骤(1)所得预处理壳聚糖按质量比26:1混合,于温度为80℃的条件下搅拌反应
24h后,冷冻干燥,得改性壳聚糖;
预改性聚丙烯腈纤维;将β‑环糊精与水按质量比1:10混合,并加入预改性聚丙烯腈纤维,β‑
环糊精质量0.12倍的柠檬酸和β‑环糊精质量0.15倍的磷酸二氢钠,搅拌反应后,过滤,得滤
饼,将滤饼于温度为75℃的条件下干燥3.5h后,得改性聚丙烯腈纤维;将改性聚丙烯腈纤维
于表面活性剂溶液中倍捻后,再经纺线、染色、固色、编织后制得生物改性面料。作为优化,
步骤(1)所述透析所用透析袋为截留分子量1500的透析袋。
强度和耐磨性。从实施例1与实施例2的实验数据比较,可发现当在制备产品过程中不对聚
丙烯腈进行预处理,聚丙烯腈与壳聚糖之间的连接力减弱,从而影响产品的性能;从实施例
1与实施例3的实验数据比较可发现,当在产品制备过程中,制备改性壳聚糖时不加入月桂
酸,导致产品表面缺失润滑层,进而降低产品的耐磨性;从实施例1与实施例4的实验数据比
较可发现,当在制备改性壳聚糖时不用十二烷基硫酸钠保护壳聚糖的氨基,壳聚糖无法与
月桂酸发生接枝,从而降低产品的耐磨性和力学性能。
从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。