專利名稱：從羊毛中溶解羊毛角朊蛋白的助劑、及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從羊毛中溶解羊毛角朊蛋白的助劑、及其制備方法和用途。該助劑可以從羊毛中溶解羊毛角朊蛋白，進(jìn)而制取羊毛角朊蛋白溶液及其制品。
背景技術(shù)：
我國(guó)羊毛資源豐富，又是毛紡業(yè)生產(chǎn)大國(guó)，由于羊毛品質(zhì)、飼養(yǎng)管理和紡織技術(shù)的限制，每年都有大量的短纖維、粗纖維被廢棄，這些不僅造成了角朊蛋白資源的浪費(fèi)，而且污染環(huán)境。因此研究廢棄羊毛纖維的再生利用及其方法，對(duì)有效利用和保護(hù)自然資源有著十分重要的意義。羊毛角朊蛋白的再生技術(shù)雖早有研究，但相關(guān)應(yīng)用的報(bào)道卻是很少的。
蛋白質(zhì)高分子纖維分天然蛋白質(zhì)纖維(如羊毛、蠶絲等)和再生蛋白質(zhì)纖維兩大類。再生蛋白質(zhì)纖維又分再生動(dòng)物蛋白質(zhì)纖維(如從蠶絲、牛奶中提取蛋白質(zhì)紡制的纖維)和再生植物蛋白質(zhì)纖維(如從大豆、花生、玉米等中提取蛋白質(zhì)紡制的纖維專利申請(qǐng)?zhí)?9116636.1)兩種，本專利介紹的是一種從羊毛中溶解羊毛角朊蛋白的助劑、及其制備方法和用途。雖然已有包括日本日本專利申請(qǐng)?zhí)?291138和7842281和中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?2155362.9和02155407.2的類似專利和文章報(bào)道，但與本發(fā)明使用的化學(xué)試劑、溶劑原理和溶解液酸堿性存在不同，亦與本發(fā)明的制備方法存在不同。
目前國(guó)內(nèi)有關(guān)專利有“一種角蛋白溶液和固體制備技術(shù)”(CN02155362.9)。采用酸性溶液從角蛋白質(zhì)原料中提取角蛋白；其化學(xué)機(jī)理是用還原方法切斷角蛋白質(zhì)分子鏈間的S-S交聯(lián)，在此基礎(chǔ)上選用具有強(qiáng)烈膨化作用的無(wú)機(jī)鹽、尿素、硫脲等試劑，使角蛋白質(zhì)材料充分溶脹直至溶解，得到角蛋白溶液及固體；其工藝流程為原料粉碎→洗凈→溶解→角蛋白溶液→交聯(lián)→凝聚→水洗→角蛋白質(zhì)固體。
“角蛋白再生纖維的技術(shù)”(CN99116699)。該發(fā)明是從角蛋白原料中提取蛋白，蛋白再生纖維的制造方法。其主要工藝流程為原料→脫脂去雜→溶解→蛋白質(zhì)的交聯(lián)→封閉游離氨基→蛋白紡絲液→紡絲→蛋白再生纖維。其特征在于用各種動(dòng)物毛(包括毛紡廠下腳毛、豬毛、雞鴨毛、牛毛等)、廢蠶絲、廢皮革等各種蛋白作為蛋白纖維原料。該專利采用堿性溶液及環(huán)氧氯丙烷、甲醛做交聯(lián)劑。
盡管羊毛在弱酸、甚至是低濃度的強(qiáng)酸下，損傷較小，但在較高濃度的強(qiáng)酸，或較高溫度(＞60℃)弱酸的作用下，羊毛就會(huì)有很大的損傷，造成羊毛角朊大分子的降解。結(jié)果使角朊蛋白提取率低，所獲角蛋白質(zhì)溶液的濃度低，產(chǎn)業(yè)化成本高。另外，酸性液體中的金屬離子，特別是鈣離子，易使使蛋白質(zhì)發(fā)生變性，產(chǎn)生不溶物。
堿對(duì)羊毛的作用強(qiáng)烈，其不僅會(huì)使肽鏈大分子降解，而且對(duì)胱氨酸有著徹底地分解作用，最終的產(chǎn)物是溶于水中的硫化氫。故在堿性條件下提取角朊蛋白，所獲角蛋白質(zhì)溶液必然會(huì)濃度低，制成率低，分子量小，而且工藝參數(shù)不易控制。
上述專利報(bào)道雖與角朊蛋白溶解處理和利用有關(guān)，但與本發(fā)明使用的化學(xué)試劑、溶劑原理、溶解液酸堿性存在不同，亦與本發(fā)明的制備方法存在不同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種從羊毛中溶解羊毛角朊蛋白的助劑。
本發(fā)明目的還是提供一種上述助劑的制備方法。
本發(fā)明的另一目的是提供一種上述助劑的用途。
本發(fā)明的助劑是一種強(qiáng)極性的中性溶液，可以從羊毛中制取角朊蛋白溶液及其制品。所述的助劑是由溶劑、開鍵還原劑、表面活性劑、交聯(lián)劑和水組成。其重量百分比分別為溶劑5％～25％、開鍵還原劑10％～20％、表面活性劑0.5％～5％、交聯(lián)劑0～8％，其余為水。
所述的溶劑為尿素水溶液(濃度為20％～35％)、硫脲水溶液(濃度為23％～40％)、鹽酸胍水溶液(濃度為20～40％)、二甲基亞楓(DMSO)、二甲基甲酸胺(DMF)、二甲基乙酸胺(DMAC)，可選用其中的1種或上述2種溶劑復(fù)配。
所述的還原劑為二硫蘇糖醇(DTT)、2-巰基乙醇、巰基乙胺、谷胱甘肽(還原型)、巰基乙酸、巰基丙酸等，可選用其中的1種或1～3種復(fù)配。
所述的表面活性劑是陰離子型表面活性劑為脂肪酸(油酸、月桂酸、亞麻酸、硬脂酸，選其中一種)；烷基硫酸鈉(其中烷基的碳數(shù)為10～20)；烷基苯磺酸鈉(其中烷基的碳數(shù)為10～20)；烷基磺酸鈉(其中烷基的碳數(shù)為10～20)?？蛇x用其中的一種。
所述的交聯(lián)劑為水溶性的多元環(huán)氧化合物或多元羧酸，可選用其中0～2種復(fù)配。所述的多元環(huán)氧化合物為二環(huán)氧丙基-4，5二羥基乙烯脲、二環(huán)氧丙基聚氧乙烯醚(聚氧乙烯的n為1～5)、三環(huán)氧丙基甘油醚；多元羧酸為檸檬酸、衣糠酸、乙二酸、丙二酸、丁烯二酸。
本發(fā)明的助劑可以將上述的溶劑、開鍵還原劑、表面活性劑、交聯(lián)劑和水混合，制得強(qiáng)極性的中性溶液，其重量百分比分別為溶劑5％～25％、開鍵還原劑10％～20％、表面活性劑0.5％～5％、交聯(lián)劑0～8％，其余為水。
采用本發(fā)明的助劑可以將羊毛制取成去除不溶物的羊毛角朊蛋白溶解液。
制備方法將羊毛洗凈；將溶劑、開鍵還原劑、表面活性劑、交聯(lián)劑加水按比率混合，制得強(qiáng)極性的中性溶液；將所述羊毛浸入強(qiáng)極性中性溶液中，在恒溫50-80℃中，30-100n/min攪拌速度下進(jìn)行溶解4-10個(gè)小時(shí)；將溶解液用濾篩逐層進(jìn)行過(guò)濾，除去不溶物，得到無(wú)殘?jiān)请玫鞍兹芙庖?。進(jìn)而可以用于制備純角朊蛋白制品。
本發(fā)明采用強(qiáng)極性中性溶液的助劑，從羊毛及其他角朊蛋白纖維中制取角朊蛋白，所用的化學(xué)試劑屬有機(jī)藥品，化學(xué)機(jī)理是用還原方法拆散角朊蛋白大分子間的二硫鍵和氫鍵作用，而又盡量保持角朊大分子主鏈的完整性，減少對(duì)角朊大分子鏈的破壞。所用試劑對(duì)氨基酸都有穩(wěn)定作用。用其配制的溶解液在整個(gè)羊毛及其他角朊蛋白纖維溶解過(guò)程中一直保持中性狀態(tài)(pH＝6.5～7.5)。且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中不含重金屬元素，不會(huì)在反應(yīng)中引起角朊蛋白的變質(zhì)。所制取的羊毛角朊溶解液，溶解率高，高達(dá)87％(通常報(bào)道方法為小于60％)。
本發(fā)明的助劑也適用于羊絨、牦牛毛、牦牛絨、駝毛、駝絨及其他動(dòng)物毛發(fā)類角朊纖維中制取角朊蛋白溶解液。
具體實(shí)施例方式
通過(guò)以下實(shí)施例子將有助于理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明的內(nèi)容。
實(shí)施例1將下述物質(zhì)混合配成助劑尿素溶液(濃度20％～35％)150～400克、2-巰基乙醇10～20克、十二烷基硫酸鈉(SDS)5～20克和水100～400克。洗凈羊毛10～20克浸入助劑中，在溫度60℃下溶解時(shí)間5h。將溶解液用濾篩逐層進(jìn)行過(guò)濾，除去不溶物，得到無(wú)殘?jiān)芤骸?br> 羊毛溶解率為87.3％。
實(shí)施例2將下述物質(zhì)混合配成助劑二甲基甲酸胺溶液(濃度15％～35％)200～400克、巰基乙酸10～20克、十二烷基硫酸鈉(SDS)5～20克、三環(huán)氧丙基甘油醚0.2％～3％和水100～400克。廢棄羊毛下腳料10～20克浸入助劑中，在溫度50℃下溶解時(shí)間6h。將溶解液用濾篩逐層進(jìn)行過(guò)濾，除去不溶物，得到無(wú)殘?jiān)芤骸?br> 羊毛溶解率為84.6％。所制成的角朊蛋白膜強(qiáng)度為含交聯(lián)劑的高于不含交聯(lián)劑的20％～25％。
實(shí)施例3將下述物質(zhì)混合配成助劑尿素溶液(濃度20％～35％)200～400克、2-巰基乙醇10～20克、十二烷基苯磺酸鈉5～20克和水100～400克。洗凈羊毛10～20克浸入助劑中，在溫度50℃下溶解時(shí)間6h。將溶解液用濾篩逐層進(jìn)行過(guò)濾，除去不溶物，得到無(wú)殘?jiān)芤骸?br> 羊毛溶解率為87.1％。
實(shí)施例4將下述物質(zhì)混合配成助劑尿素溶液(濃度20％～35％)200～400克、2-巰基乙醇5～10克、巰基乙酸3～8克、十二烷基苯磺酸鈉5～20克和水100～400克。羊毛10～20克浸入助劑中，在溫度50℃下溶解時(shí)間8h。將溶解液用濾篩逐層進(jìn)行過(guò)濾，除去不溶物，得到無(wú)殘?jiān)芤骸?br> 羊毛溶解率為86.3％。
實(shí)施例5將下述物質(zhì)混合配成助劑尿素溶液(濃度20％～35％)200～400克、2-巰基乙醇10～20克、十二烷基苯磺酸鈉5～20克和水100～400克。牦牛毛10～20克浸入助劑中，在溫度50℃下溶解時(shí)間8h。將溶解液用濾篩逐層進(jìn)行過(guò)濾，除去不溶物，得到無(wú)殘?jiān)芤骸?br> 牦牛毛溶解率為81.4％。
實(shí)施例6將下述物質(zhì)混合配成助劑尿素溶液(濃度20％～35％)200～400克、2-巰基乙醇10～20克、十二烷基苯磺酸鈉5～20克、二環(huán)氧丙基-4，5二羥基乙烯脲0.5～2克，乙二酸0.5～5克和水100～400克。牦牛毛10～20克浸入助劑中，在溫度50℃下溶解時(shí)間8h。將溶解液用濾篩逐層進(jìn)行過(guò)濾，除去不溶物，得到無(wú)殘?jiān)芤骸?br> 羊毛溶解率為82.7％。所制得的溶液的粘度可增加5～10％。
權(quán)利要求
1.一種從羊毛中溶解羊毛角朊蛋白的助劑，其特征在于所述的助劑是由溶劑、開鍵還原劑、表面活性劑、交聯(lián)劑和水組成，其重量百分比分別為溶劑5％～25％、開鍵還原劑10％～20％、表面活性劑0.5％～5％、交聯(lián)劑0～8％，其余為水；所述的溶劑是尿素水溶液、硫脲水溶液、鹽酸胍水溶液、二甲基亞楓、二甲基甲酸胺或二甲基乙酸胺，可選用其中的1～2種復(fù)配；所述的還原劑是二硫蘇糖醇、2-巰基乙醇、巰基乙胺、谷胱甘肽、巰基乙酸或巰基丙酸，可選用其中的1～3種復(fù)配；所述的表面活性劑為陰離子型表面活性劑，包括油酸、月桂酸、亞麻酸、硬脂酸在內(nèi)的脂肪酸、烷基硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉或烷基磺酸鈉，所述的烷基的碳數(shù)為10～20；所述的交聯(lián)劑是水溶性的多元環(huán)氧化合物或多元羧酸，可選用其中0～2種復(fù)配；所述的多元環(huán)氧化合物為二環(huán)氧丙基-4，5二羥基乙烯脲、聚氧乙烯的n為1～5的二環(huán)氧丙基聚氧乙烯醚、三環(huán)氧丙基甘油醚；多元羧酸為檸檬酸、衣糠酸、乙二酸、丙二酸、丁烯二酸。
2.一種如權(quán)利要求1所述從羊毛中溶解羊毛角朊蛋白的助劑的制備方法，其特征在于將所述的溶劑、開鍵還原劑、表面活性劑、交聯(lián)劑和水混合，其重量百分比含量分別為溶劑5％～25％、開鍵還原劑10％～20％、表面活性劑0.5％～5％、交聯(lián)劑0～8％，其余為水；所述的溶劑、開鍵還原劑、表面活性劑和交聯(lián)劑如權(quán)利要求1所述。
3.一種如權(quán)利要求1所述從羊毛中溶解羊毛角朊蛋白的助劑的用途，其特征是用于從羊毛及其它角朊蛋白纖維中制備角朊蛋白溶解液。
全文摘要
本發(fā)明為一種從羊毛中溶解羊毛角朊蛋白的助劑，及其制備方法和用途，屬制取純羊毛及其它角朊纖維蛋白溶液，角朊蛋白膜、粉末和塊狀物及其增塑角朊蛋白的技術(shù)。所述的助劑由溶劑、開鍵還原劑、表面活性劑、交聯(lián)劑和水組成。其重量百分比分別為溶劑5％～25％、還原劑10％～20％、表面活性劑0.5％～5％、交聯(lián)劑0～8％，其余為水。制備方法是將羊毛浸于所配制的助劑中溶解，溶解溫度為50℃～80℃，溶解時(shí)間為4～10小時(shí)，并過(guò)濾去雜為角朊蛋白溶解液。所述助劑也適用于羊絨、牦牛毛、牦牛絨、駝毛、駝絨及其他動(dòng)物毛發(fā)類角朊蛋白纖維等。
文檔編號(hào)C08H1/00GK1587302SQ20041005292
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者于偉東, 陳莉萍, 章悅庭 申請(qǐng)人:東華大學(xué)