羊毛角蛋白的提取及其功能纤维材料的制备工艺

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我国是世界上最大的羊绒生产国之一,羊绒作为一种纺织原料,广泛应用于各种服装产品,但由于纺织技术、羊绒品质和饲养管理等种种限制,大量不适宜纺织用的死毛、粗毛得不到充分利用,这不但浪费了资源同时也带来了环境压力,不符合资源节约型、环境友好型社会的构建,因此羊绒分梳下脚料之一的粗毛的回收利用对于实现社会经济的可持续发展具有十分重要的意义。粗毛不仅有远大于商品毛(13μm)的直径(60μm),还有更致密的内部结构和更高的结晶度,因此它比商品毛具有更大的分解难度。本文选用一种还原能力比NaHSO3更强的还原剂Na2S2O3用于粗羊毛角蛋白的提取,采用Na2S2O3法可使粗毛角蛋白提取率达到80%,比传统还原C法(NaHSO3为还原剂,23%)提高了近55%。本文将Na2S2O3法提取的角蛋白溶液与粘合剂PA以不同质量比混合,对涤纶、和棉织物进行整理,并对各种织物的整理工艺进行分析,确定最佳的整理工艺。结果表明,角蛋白溶液用于棉织物的防皱整理的最佳工艺为:羊毛角蛋白用量25 g/L、粘合剂PA用量25 g/L、浸渍时间65 min、浸渍温度55℃,与未处理样品相比,整理后棉织物的急弹回复角增加了13.1%,缓弹回复角增加了26.8%,具有较好的防皱效果;角蛋白混合溶液用于涤纶织物抗静电整理的最佳条件为:角蛋白用量10 g/L、粘合剂PA用量10 g/L,与未整理的涤纶织物相比,整理后涤纶织物表面的静电压下降了44.9%,涤纶织物表面静电荷的半衰期降低了77.6%。本文以HCOOH为溶剂和还原剂,制备了纳米银(AgNPs)掺杂的角蛋白/尼龙6(PA6)静电纺丝液,并通过静电纺丝技术制备出掺杂AgNPs的角蛋白/PA6复合纳米纤维膜。探讨了角蛋白和AgNPs含量的不同对复合膜形貌结构、空气过滤、孔径、透湿、热稳定性和抗菌等性能的影响。结果表明,角蛋白和纳米银的加入提高了静电纺丝液的电导率,降低了静电纺丝液的粘度和纳米纤维的直径。角蛋白的加入不仅提高了复合膜的空气过滤效率,而且提高了复合膜的透湿率(WVT)。HAADF-STEM(高角度环形暗场-扫描透射电镜像)显示AgNPs均匀分布于复合纳米纤维中。AgNPs的加入赋予了复合膜较强的抗菌活性,使其对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率分别达到99.62%和99.10%。此外,复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的细菌过滤效率分别达到96.8%和95.6%。这些结果预示了AgNPs掺杂的角蛋白/PA6(30/70)纳米纤维膜在空气过滤领域具有广阔的应用前景。
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