專利名稱：大豆蛋白纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大豆蛋白纖維及其制備方法，屬于含大豆蛋白材料的組合物技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前世界人均纖維消費量為8kg，今后仍將有所提高，據(jù)聯(lián)合國最新預(yù)測，到2050 年世界人口將達(dá)到90億，纖維總需求量將達(dá)到0. 9 1億噸左右。纖維消耗量之大促進(jìn)了纖維業(yè)的快速發(fā)展，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類生活水平的提高，人們對服裝提出了穿著舒適、美觀、保健的要求，因而各類新型纖維及其紡織品不斷涌現(xiàn)，如牛奶纖維、竹纖維、 殼聚糖纖維等，各具有良好的性能，頗受消費者喜愛，市場前景不可估量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種以天然大豆蛋白為原料，生產(chǎn)大豆蛋白纖維的方法，為可再生資源大豆蛋白的大規(guī)模開發(fā)利用服務(wù)，促進(jìn)我國纖維紡織業(yè)的多元化發(fā)展。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種大豆蛋白纖維，它是將重量份配比為大豆蛋白15飛0份、尿素3(Γ110份、亞硫酸鈉2飛份、蒸餾水20(Γ500份加入帶有攪拌器的反應(yīng)釜中在50°C下處理2h ；然后升溫至85°C處理Ih ；調(diào)節(jié)溫度到70°C，加入引發(fā)劑2飛份，引發(fā)IOmin后，加入接枝單體10 80 份在5(T9(TC下反應(yīng)廣5h，得到紡絲原液；再噴絲，將紡絲原液經(jīng)過濾、脫泡后，采用直徑為0. Imm 0. 5mm的噴絲頭噴入燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在50 70°C下干燥 0.5 Ih而得的。大豆蛋白是從豆粕中提取出來，主要以直徑為廣20μπι的蛋白球狀體結(jié)構(gòu)存在于大豆中。所述的大豆蛋白的前處理為3(Γ110份的尿素和2飛份的亞硫酸鈉的組合，目的為破壞大豆蛋白的次級鍵，使其分子鏈?zhǔn)嬲归_來。所述的引發(fā)劑選用高錳酸鉀，過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉和其他過硫酸鹽，過氧化氫、過氧化月桂酰和其他過氧化物的一種或兩種以上任意組合。所述的接枝單體選用丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺、乙酸乙烯酯、苯
乙烯，和含有烯鍵的酸類或酯類中的一種或兩種以上的任意組合。本大豆蛋白纖維的制備方法
尿素前處理，按重量比取大豆蛋白15飛0份，尿素3(Γ110份，亞硫酸鈉2飛份，蒸餾水 200^500份于反應(yīng)釜中50°C下處理2h，升溫至85°C處理lh。接枝共聚，降溫至70°C，加入2飛份的引發(fā)劑引發(fā)lOmin，然后加入10 80份的接枝共聚單體在5(T90°C下反應(yīng)廣5個小時，得到紡絲原液。噴絲，將紡絲原液經(jīng)過濾、脫泡后，采用直徑為0. Imm 0. 5mm的噴絲頭噴入燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在50 70°C下干燥0. 5 Ih即得到大豆蛋白纖維。 本發(fā)明的有益效果
大豆蛋白纖維屬于再生植物蛋白纖維類，是以廢棄的大豆豆粕為原料，提取出豆粕中的大豆蛋白，通過添加功能性助劑，與乙烯基高聚物接枝，制成一定濃度的蛋白質(zhì)紡絲液，改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，經(jīng)濕法紡絲而成。纖維主要由大豆蛋白組成，本身容易降解，而且具有細(xì)度細(xì)、比重輕、強(qiáng)伸度高、耐酸耐堿性強(qiáng)、吸濕導(dǎo)濕性好等優(yōu)點。纖維本身有著羊絨般的柔軟手感，蠶絲般的柔和光澤，棉的保暖性和良好的親膚性等優(yōu)良性能，是服裝紡織、衛(wèi)生保健用品、醫(yī)療和環(huán)保用品等的理想面料。然而，由于大豆蛋白復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)，以其為原料的新材料的關(guān)鍵技術(shù)和新產(chǎn)品研發(fā)存在以下主要問題 ①吸水性太強(qiáng)由于內(nèi)部大量親水基團(tuán)的存在，大豆蛋白的親水性較強(qiáng)，限制了其在服飾紡織等方面的應(yīng)用；③剛性太強(qiáng)大豆蛋白纖維存在剛性太強(qiáng)的特點，噴絲后容易斷裂。本發(fā)明以大豆蛋白為原料，通過大豆蛋白接枝共聚的關(guān)鍵技術(shù)，使其大量次級鍵被破壞，分子由緊密卷曲型轉(zhuǎn)化為線性高聚物。由于引入的單體與大豆蛋白內(nèi)部親水性基團(tuán)反應(yīng)，分子的親水性大大降低。接枝單體有具有部分增塑的效果，降低了產(chǎn)品的剛性，使其更好噴絲成型。
具體實施例方式本發(fā)明由以下具體實施措施實現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為重量份數(shù)。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。實施例1 按質(zhì)量比取大豆蛋白15份，尿素30份，亞硫酸鈉2份，蒸餾水200份，在 55°C下處理2h，然后升溫85°C處理Ih ；調(diào)節(jié)溫度為70°C，加入2份過硫酸銨引發(fā)lOmin，然后加入丙烯酸甲酯10份，在90°C的條件下反應(yīng)lh，得到紡絲原液；噴絲，將紡絲原液過濾、 脫泡后，采用直徑為0. IOmm的噴絲頭噴入干燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在50°C 下干燥0. 5h即得大豆蛋白纖維。實施例2 按質(zhì)量比取大豆蛋白20份，尿素40份，亞硫酸鈉2. 5份，蒸餾水200 份，在55°C下處理2h，然后升溫85°C處理Ih ；調(diào)節(jié)溫度為70°C，加入2. 5份高錳酸鉀引發(fā) IOmin,然后加入丙烯酸甲酯20份，在80°C的條件下反應(yīng)1. 5h，得到紡絲原液；噴絲，將紡絲原液過濾、脫泡后，采用直徑為0. 25mm的噴絲頭噴入干燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在60°C下干燥0. 5h即得大豆蛋白纖維。實施例3 按質(zhì)量比取大豆蛋白25份，尿素45份，亞硫酸鈉3份，蒸餾水300份， 在55°C下處理2h，然后升溫85°C處理Ih;調(diào)節(jié)溫度為70°C，加入3份過硫酸鈉引發(fā)lOmin， 然后加入丙烯酰胺30份，在75°C的條件下反應(yīng)2h，得到紡絲原液；噴絲，將紡絲原液過濾、 脫泡后，采用直徑為0. 50mm的噴絲頭噴入干燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在70°C 下干燥Ih即得大豆蛋白纖維。實施例4 按質(zhì)量比取大豆蛋白30份，尿素60份，亞硫酸鈉3. 5份，蒸餾水300 份，在55°C下處理2h，然后升溫85°C處理Ih ；調(diào)節(jié)溫度為70°C，加入3. 5份過氧化氫引發(fā) lOmin，然后加入甲基丙烯酸甲酯10份和丙烯酸甲酯30份，在70°C的條件下反應(yīng)2. 5h，得到紡絲原液；噴絲，將紡絲原液過濾、脫泡后，采用直徑為0. 50mm的噴絲頭噴入干燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在50°C下干燥Ih即得大豆蛋白纖維。
實施例5 按質(zhì)量比取大豆蛋白40份，尿素80份，亞硫酸鈉4份，蒸餾水400份， 在55°C下處理2h，然后升溫85°C處理Ih ；調(diào)節(jié)溫度為70°C，加入2份過硫酸銨和2份過氧化月桂酰引發(fā)lOmin，然后加入苯乙烯50份，在65°C的條件下反應(yīng)3h，得到紡絲原液；噴絲，將紡絲原液過濾、脫泡后，采用直徑為0. 25mm的噴絲頭噴入干燥介質(zhì)中使其凝固成型， 用水淋洗后，在60°C下干燥0. 5h即得大豆蛋白纖維。實施例6 按質(zhì)量比取大豆蛋白50份，尿素90份，亞硫酸鈉5份，蒸餾水400份， 在55°C下處理2h，然后升溫85°C處理Ih ；調(diào)節(jié)溫度為70°C，加入2份高錳酸鉀和3份過硫酸銨引發(fā)lOmin，然后加入30份丙烯酸和30份甲基丙烯酸，在60°C的條件下反應(yīng)4h，得到紡絲原液；噴絲，將紡絲原液過濾、脫泡后，采用直徑為0. IOmm的噴絲頭噴入干燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在70°C下干燥Ih即得大豆蛋白纖維。實施例7 按質(zhì)量比取大豆蛋白55份，尿素100份，亞硫酸鈉5. 5份，蒸餾水500 份，在55°C下處理2h，然后升溫85°C處理Ih ；調(diào)節(jié)溫度為70°C，加入5. 5份過硫酸鉀引發(fā) lOmin，然后加入70份乙酸乙烯酯，在55°C的條件下反應(yīng)4. 5h，得到紡絲原液；噴絲，將紡絲原液過濾、脫泡后，采用直徑為0. 25mm的噴絲頭噴入干燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在60°C下干燥0. 5h即得大豆蛋白纖維。實施例8 按質(zhì)量比取大豆蛋白60份，尿素110份，亞硫酸鈉6份，正硫酸500份， 在55°C下處理2h，然后升溫85°C處理Ih ；調(diào)節(jié)溫度為70°C，加入1. 5份過氧化氫和4. 5份過硫酸鈉引發(fā)lOmin，然后加入30份丙烯酸甲酯和50份甲基丙烯酸甲酯，在50°C的條件下反應(yīng)5h，得到紡絲原液；噴絲，將紡絲原液過濾、脫泡后，采用直徑為0. IOmm的噴絲頭噴入干燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在70°C下干燥Ih即得大豆蛋白纖維。
權(quán)利要求
1.一種大豆蛋白纖維，其特征是，它是將重量份配比為大豆蛋白15飛0份、尿素 30^110份、亞硫酸鈉2飛份、蒸餾水20(Γ500份加入帶有攪拌器的反應(yīng)釜中在50°C下處理 2h ；然后升溫至85°C處理Ih ；調(diào)節(jié)溫度到70°C，加入引發(fā)劑2飛份，引發(fā)IOmin后，加入接枝單體1(Γ80份在5(T9(TC下反應(yīng)廣5h，得到紡絲原液；再噴絲，將紡絲原液經(jīng)過濾、脫泡后，采用直徑為0. Imm 0. 5mm的噴絲頭噴入燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在50 70°C下干燥0. 5 Ih而得的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白纖維，其特征是，所用的大豆蛋白是從豆粕中提取出來，主要以直徑為5 20μπι的蛋白球狀體結(jié)構(gòu)存在于大豆中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白纖維，其特征是，大豆蛋白的前處理為3(Γ110份的尿素和2飛份的亞硫酸鈉的組合，目的為破壞大豆蛋白的次級鍵，使其分子鏈?zhǔn)嬲埂?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白纖維，其特征是，所述的引發(fā)劑選用高錳酸鉀，過硫酸銨、過硫酸鉀、過硫酸鈉和其他過硫酸鹽，過氧化氫、過氧化月桂酰中的一種或兩種以上任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大豆蛋白纖維，其特征是，所述的接枝單體選用丙烯酸、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯、苯乙烯，和含有烯鍵的酸類或酯類中的一種或兩種以上的任意組合。
6.權(quán)利要求1所述的大豆蛋白纖維的制備方法，其步驟是第一步尿素前處理，按重量比取大豆蛋白15飛0份，尿素3(Γ110份，亞硫酸鈉2飛份， 蒸餾水20(Γ500份于反應(yīng)釜中50°C下處理2h，升溫至85°C處理Ih ；第二步接枝共聚，降溫至70°C，加入2飛份的引發(fā)劑引發(fā)lOmin，然后加入10 80份的接枝共聚單體在5(T90°C下反應(yīng)廣5個小時，得到紡絲原液；第三步噴絲，將紡絲原液經(jīng)過濾、脫泡后，采用直徑為0. Imm 0. 5mm的噴絲頭噴入燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在50 70°C下干燥0. 5 Ih即得產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大豆蛋白纖維及其制備方法。它是將大豆蛋白、尿素、亞硫酸鈉、蒸餾水加入帶有攪拌器的反應(yīng)釜中在50℃下處理2h；然后升溫至85℃處理1h；調(diào)節(jié)溫度到70℃，加入引發(fā)劑2~6份，引發(fā)10min后，加入接枝單體10~80份在50~90℃下反應(yīng)1~5h，得到紡絲原液；再噴絲，將紡絲原液經(jīng)過濾、脫泡后，采用直徑為0.1mm～0.5mm的噴絲頭噴入燥介質(zhì)中使其凝固成型，用水淋洗后，在50～70℃下干燥而得的。它細(xì)度細(xì)、比重輕、強(qiáng)伸度高、耐酸耐堿性強(qiáng)、吸濕導(dǎo)濕性好。
文檔編號C08F289/00GK102220650SQ201110110949
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者林曉艷, 羅學(xué)剛, 鹿巖 申請人:西南科技大學(xué)