專利名稱：一種采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，特別是涉及一種采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，該方法是以花生加工剩余物花生餅柏和聚乙烯醇為原料并以咪唑類離子液體溶液為溶劑來制備花生蛋白復(fù)合纖維的。
背景技術(shù)：
原材料素材的開發(fā)是紡織新產(chǎn)品開發(fā)中最重要，也是最基本的技術(shù)手段。在全世界崇尚自然、倡導(dǎo)綠色消費(fèi)的浪潮下，采用高新技術(shù)發(fā)展高性能纖維，開發(fā)綠色紡織產(chǎn)品已成為我國紡織產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。為了適應(yīng)穿著舒適、輕便保暖和營養(yǎng)保健的特點(diǎn)，紡織產(chǎn)品的舒適美觀、護(hù)理方便和衛(wèi)生保健等功能成為人們追求的目標(biāo)，這些因素促進(jìn)、推動了成本低、污染小、性能優(yōu)良的綠色紡織品的研究開發(fā)。花生蛋白復(fù)合纖維手感柔軟，穿著舒適，抗菌保健，可以進(jìn)行生物降解，是對環(huán)境友好的綠色紡織原材料。我國是花生生產(chǎn)和消費(fèi)大國，花生產(chǎn)量的50-60%都用來生產(chǎn)植物油，花生餅柏是棒油后的副廣品。棒油后的花生柏中蛋白質(zhì)含量在45%_49%左右，具有很聞的利用價值。 但目前對花生柏的研究和利用很少，一般用作飼料和肥料，白白浪費(fèi)了蛋白資源。利用花生柏中的花生蛋白合成蛋白纖維便可以變廢為寶，獲得高附加值的蛋白纖維制品。而提取蛋白后的花生餅柏經(jīng)過一定處理后仍然可以作為飼料和肥料，提高了花生柏的利用效率。現(xiàn)有的花生蛋白纖維生產(chǎn)工藝中，花生蛋白溶解度不高，造成原材料浪費(fèi)；溶解、 脫泡、紡絲過程據(jù)需要高溫處理，反應(yīng)條件苛刻，對生產(chǎn)設(shè)備要求較高；生產(chǎn)過程中需要耗費(fèi)大量的強(qiáng)酸強(qiáng)堿，對設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其以離子液體替代強(qiáng)酸、強(qiáng)堿作為花生蛋白纖維合成過程中的溶劑，可以實(shí)現(xiàn)花生蛋白和聚乙烯醇的高濃度、低溫、快速溶解，同時制備過程的無毒性、無污染。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其特征在于，其包括以下步驟將花生蛋白和聚乙烯醇分別溶解在咪唑類離子液體中得到花生蛋白離子液體溶液和聚乙烯醇離子液體溶液，將花生蛋白離子液體溶液和聚乙烯醇離子液體溶液按照混合比例為1:3-1:5進(jìn)行混合，加入助劑制得紡絲原液再進(jìn)入凝固浴，在凝固浴中通過濕法紡絲法制備花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，經(jīng)拉伸、 水洗、縮醛處理、上油、烘干、卷曲、定型得到混合纖維。優(yōu)選地，所述咪唑類離子液體為I-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽[EMM]AC、1_ 丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽[BMM]AC和I-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯鹽[麗頂][DMP]其中的一種或幾種，按照I: I或I: I: I的比例添加。優(yōu)選地，所述花生蛋白是指從花生果仁、熱榨或冷榨花生柏中分離得到的全脫脂花生蛋白，蛋白質(zhì)含量> 50%，脂肪含量< 1%。優(yōu)選地，所述花生蛋白離子液體溶液的濃度為20-25%，聚乙烯醇離子液體溶液的濃度為16-18%。優(yōu)選地，所述花生蛋白離子液體溶液和聚乙烯醇離子液體溶液的混合溫度為 65-75。。。優(yōu)選地，所述助劑為硼酸、四硼酸鈉和過氧化氫中的一種或幾種，硼酸的固含量為
O.02-0. 03%,四硼酸鈉的固含量為O. 02-0. 03%，過氧化氫的固含量為O. 03-0. 05%。優(yōu)選地，所述凝固浴包括酸度為2. 6-2. 9mol/L的硫酸鈉、酸度
O.0009-0. 0018mol/L為硫酸和醋酸混合液。優(yōu)選地，所述縮醛處理采用濃度為O. 8-0. 9 mol/L的甲醛溶液，溫度為50_70°C， 時間為20-30min。優(yōu)選地，所述上油使用的油劑為氨基硅油丙綸油劑，濃度為10%。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明將花生蛋白和聚乙烯醇分別在咪唑類離子液體中溶解、混勻后加入一定量的助劑利用濕法紡絲制備而成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是制備過程的無毒性、無污染；可以實(shí)現(xiàn)花生蛋白和聚乙烯醇的高濃度快速溶解，反應(yīng)均勻；實(shí)現(xiàn)室溫紡絲，能耗低，成本低，污染少，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。本發(fā)明的復(fù)合纖維蛋白含量高， 具有良好的吸濕透氣性，手感柔軟，可紡性好，制作的衣物外觀華貴、舒適保暖、抗菌保健。 利用本發(fā)明所述的方法制備花生蛋白復(fù)合纖維，可以提高制備過程中的蛋白溶解度和利用率，實(shí)現(xiàn)室溫紡絲，縮短制備時間，降低污染和能耗，適應(yīng)于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以助于理解本發(fā)明的內(nèi)容。實(shí)施例I
將花生柏中提取的花生蛋白溶解在30%咪唑類離子液體I-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽 [EMIMJAC中，制得濃度為25%的花生蛋白離子液體溶液，將聚乙烯醇溶解在濃度為5%的咪唑類離子液體I-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽[EMM]AC中，制得濃度為18%的聚乙烯醇離子液體溶液，將上述兩種溶液按照I :5的比例混合，65°C混合2-3小時，加入固含量為O. 02% 的硼酸和固含量為O. 04%的過氧化氫(硼酸和過氧化氫是助劑)，制得紡絲原液，紡絲原液脫泡后經(jīng)立式紡絲機(jī)噴絲，再進(jìn)入凝固浴。凝固浴包括酸度為2. 6mol/L的硫酸鈉、硫酸和醋酸混合液(酸度為O. 0009-0. 0018mol/L)，在凝固浴中通過濕法紡絲法制備花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，溫度為45°C，經(jīng)過二浴拉伸和三浴水洗拉伸，形成花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，纖維拉伸倍數(shù)在8-10倍。復(fù)合纖維經(jīng)縮醛處理(縮醛采用甲醛溶液，濃度為O. 8-0. 9 mol/L，溫度為55°C,時間為25min。)，然后再水洗、上油(上油溫度為室溫，上油使用的油劑為氨基硅油丙綸油劑，濃度為10%)、再經(jīng)烘干、卷曲、定型得到復(fù)合纖維。其中，花生蛋白是指從花生果仁、熱榨或冷榨花生柏中分離得到的全脫脂花生蛋白，蛋白質(zhì)含量>50%，脂肪含量< 1%。實(shí)施例2
將花生柏中提取的花生蛋白溶解在30%咪唑類離子液體I-丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽 [BMM]AC和I-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽[EMM] AC的混合液(比例I : I)中，制得濃度為20% 的花生蛋白離子液體溶液，將聚乙烯醇溶解在濃度為20%的咪唑類離子液體I- 丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽[BMM]AC和I-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽[EMM] AC混合液(比例I :1)中，制得濃度為18%的聚乙烯醇離子液體溶液，將上述兩種溶液按照I :4的比例混合，65°C混合3 小時，加入固含量為O. 02%的四硼酸鈉和固含量為O. 04%的過氧化氫，制得紡絲原液，紡絲原液脫泡后經(jīng)立式紡絲機(jī)噴絲，進(jìn)入凝固浴。凝固浴包括酸度為2. 85mol/L硫酸鈉、硫酸和醋酸混合液(酸度為O. 0009-0. 0018mol/L)，在凝固浴中通過濕法紡絲法制備花生蛋白/ 聚乙烯醇復(fù)合纖維，溫度為48°C，經(jīng)過二浴拉伸和三浴水洗拉伸，形成花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，纖維拉伸倍數(shù)在8-10倍。復(fù)合纖維經(jīng)縮醛處理(縮醛采用甲醛，濃度為O. 8-0. 9 mol/L，溫度為50°C,時間為20min。)，然后再水洗、上油(上油溫度為室溫，上油使用的油劑為氨基硅油丙綸油劑，濃度為10%)、再經(jīng)烘干、卷曲、定型得到復(fù)合纖維。實(shí)施例3
將花生柏中提取的花生蛋白溶解在30%的咪唑類離子液體I- 丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽[BMM]AC、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽[EMM] AC和I-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯鹽 [MMIM] [DMP]的混合液中(比例為1:1:1)，制得濃度為25%的花生蛋白離子液體溶液，將聚乙烯醇溶解在濃度為10%的咪唑類離子液體I- 丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽[BMM]AC、1-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽[EMM] AC和I-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯鹽[麗頂][DMP]的混合溶液中(比例為1:1:1)，制得濃度為17%的聚乙烯醇離子液體溶液，將上述兩種溶液按照 I 3的比例混合，75°C混合2小時，加入固含量為O. 02%的四硼酸鈉和固含量為O. 04%的過氧化氫，制得紡絲原液，紡絲原液脫泡后經(jīng)立式紡絲機(jī)噴絲，進(jìn)入凝固浴。凝固浴包括酸度為2. 8mol/L的硫酸鈉、硫酸和醋酸混合液(酸度為O. 0009-0. 0018mol/L)，在凝固浴中通過濕法紡絲法制備花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，溫度為45°C，經(jīng)過二浴拉伸和三浴水洗拉伸，形成花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，纖維拉伸倍數(shù)在8-10倍。復(fù)合纖維經(jīng)縮醛處理(縮醛采用甲醛，濃度為O. 8-0. 9 mol/L,溫度為70°C，時間為20min。)，然后再水洗、上油(上油溫度為室溫，上油使用的油劑為氨基硅油丙綸油劑，濃度為10%)、再經(jīng)烘干、卷曲、定型得到復(fù)合纖維。實(shí)施例4
將花生柏中提取的花生蛋白溶解在30%的I-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽[EMM] AC和
I-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯鹽[麗頂][DMP]的混合液中(比例為1:1)，制得濃度為20% 的花生蛋白離子液體溶液，將聚乙烯醇溶解在濃度為10%的I-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽 [EMM]AC和I-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯鹽[麗頂][DMP]的混合溶液中(比例為1:1)， 制得濃度為18%的聚乙烯醇離子液體溶液，將上述兩種溶液按照I :3的比例混合，65°C混合 3小時，加入固含量為O. 03%的硼酸、固含量為O. 03%的四硼酸鈉和固含量為O. 05%的過氧化氫，制得紡絲原液，紡絲原液脫泡后經(jīng)立式紡絲機(jī)噴絲，進(jìn)入凝固浴。凝固浴包括酸度為
2.85mol/L的硫酸鈉、硫酸和醋酸混合液(酸度為O. 0009-0. 0018mol/L)，在凝固浴中通過濕法紡絲法制備花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，溫度為50°C，經(jīng)過二浴拉伸和三浴水洗拉伸，形成花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，纖維拉伸倍數(shù)在8-10倍。復(fù)合纖維經(jīng)縮醛處理(縮醛采用甲醛，濃度為O. 8-0. 9 mol/L,溫度為60°C，時間為20min。)，然后再水洗、上油(上油溫度為室溫，上油使用的油劑為氨基硅油丙綸油劑，濃度為10%)、再經(jīng)烘干、卷曲、定型得到復(fù)合纖維。實(shí)施例5
將花生柏中提取的花生蛋白溶解在30%的咪唑類離子液體I- 丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽[BMM]AC和I-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯鹽[麗頂][DMP]的混合液中(比例為1:1)， 制得濃度為25%的花生蛋白離子液體溶液，將聚乙烯醇溶解在濃度為30%的咪唑類離子液體I-丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽[BMM]AC和I-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯鹽[麗頂] [DMP]的混合溶液中(比例為1:1)，制得濃度為16%的聚乙烯醇離子液體溶液，將上述兩種溶液按照I :5的比例混合，70°C混合2小時，加入固含量為O. 025%的四硼酸鈉和固含量為
O.03%的過氧化氫，制得紡絲原液，紡絲原液脫泡后經(jīng)立式紡絲機(jī)噴絲，進(jìn)入凝固浴。凝固浴包括酸度為2. 9mol/L的硫酸鈉、硫酸和醋酸混合液(酸度為O. 0009-0. 0018mol/L)，在凝固浴中通過濕法紡絲法制備花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，溫度為45°C，經(jīng)過二浴拉伸和三浴水洗拉伸，形成花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，纖維拉伸倍數(shù)在8-10倍。復(fù)合纖維經(jīng)縮醛處理(縮醛采用甲醛，濃度為O. 8-0. 9 mol/L，溫度為65°C，時間為30min。)，然后再水洗、上油(上油溫度為室溫，上油使用的油劑為氨基硅油丙綸油劑，濃度為10%)、再經(jīng)烘干、 卷曲、定型得到復(fù)合纖維。本發(fā)明以咪唑類離子液體替代原有的溶劑制備花生蛋白纖維。離子液體是完全由陰陽離子所組成的鹽，無揮發(fā)性、不易燃、高沸點(diǎn)、可循環(huán)利用、具有較強(qiáng)的溶解性能。它是一類極具應(yīng)用前景的綠色溶劑，對無機(jī)、有機(jī)化合物以及高分子材料都具有良好的溶解性。 以離子液體替代強(qiáng)酸、強(qiáng)堿作為花生蛋白纖維合成過程中的溶劑，可以實(shí)現(xiàn)花生蛋白和聚乙烯醇的高濃度、低溫、快速溶解，同時制備過程的無毒性、無污染。上述實(shí)施例不作為對本發(fā)明的限定，凡在本發(fā)明的范圍內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其特征在于，其包括以下步驟: 將花生蛋白和聚乙烯醇分別溶解在咪唑類離子液體中得到花生蛋白離子液體溶液和聚乙烯醇離子液體溶液，將花生蛋白離子液體溶液和聚乙烯醇離子液體溶液按照混合比例為 1:3-1:5進(jìn)行混合，加入助劑制得紡絲原液再進(jìn)入凝固浴，在凝固浴中通過濕法紡絲法制備花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，經(jīng)拉伸、水洗、縮醛處理、上油、烘干、卷曲、定型得到混合纖維。
2.如權(quán)利要求I所述的采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述咪唑類離子液體為I-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽[EMM]AC、I-丁基-3-甲基咪唑乙酸鹽 [BMM]AC和I-甲基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯鹽[麗頂][DMP]其中的一種或幾種，按照I: I 或1:1:1的比例添加。
3.如權(quán)利要求I所述的采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述花生蛋白是指從花生果仁、熱榨或冷榨花生柏中分離得到的全脫脂花生蛋白，蛋白質(zhì)含量彡50%，脂肪含量< 1%。
4.如權(quán)利要求I所述的采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述花生蛋白離子液體溶液的濃度為20-25%，聚乙烯醇離子液體溶液的濃度為16-18%。
5.如權(quán)利要求I所述的采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述花生蛋白離子液體溶液和聚乙烯醇離子液體溶液的混合溫度為65-75°C。
6.如權(quán)利要求I所述的采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述助劑為硼酸、四硼酸鈉和過氧化氫中的一種或幾種，硼酸的固含量為O. 02-0. 03%,四硼酸鈉的固含量為O. 02-0. 03%，過氧化氫的固含量為O. 03-0. 05%。
7.如權(quán)利要求I所述的采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述凝固浴包括酸度為2. 6-2. 9mol/L的硫酸鈉、酸度O. 0009-0. 0018mol/L為硫酸和醋酸混合液。
8.如權(quán)利要求I所述的采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述縮醛處理采用濃度為O. 8-0. 9 mol/L的甲醛溶液，溫度為50_70°C，時間為20_30min。
9.如權(quán)利要求I所述的采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其特征在于，所述上油使用的油劑為氨基硅油丙綸油劑，濃度為10%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用離子液體制備花生蛋白復(fù)合纖維的方法，其包括以下步驟將花生蛋白和聚乙烯醇分別溶解在咪唑類離子液體中得到花生蛋白離子液體溶液和聚乙烯醇離子液體溶液，將花生蛋白離子液體溶液和聚乙烯醇離子液體溶液按照混合比例為1:3-1:5進(jìn)行混合，加入助劑制得紡絲原液再進(jìn)入凝固浴，在凝固浴中通過濕法紡絲法制備花生蛋白/聚乙烯醇復(fù)合纖維，經(jīng)拉伸、水洗、縮醛處理、上油、烘干、卷曲、定型得到混合纖維。本發(fā)明以離子液體替代強(qiáng)酸、強(qiáng)堿作為花生蛋白纖維合成過程中的溶劑，可以實(shí)現(xiàn)花生蛋白和聚乙烯醇的高濃度、低溫、快速溶解，同時制備過程的無毒性、無污染。
文檔編號D01F8/10GK102586942SQ20121007049
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月18日
發(fā)明者于麗娜, 劉少芳, 孫杰, 張初署, 朱鳳, 楊慶利, 畢潔 申請人:山東省花生研究所