甲醇蛋白改性纖維素纖維的研究.pdf

1、纖維素是自然界分布最廣、含量最多的天然生物質(zhì)原料。再生纖維素纖維產(chǎn)品主要應(yīng)用于高檔舒適功能性服飾的制造。甲醇是煤化工生產(chǎn)中的代表產(chǎn)物，含量豐富而且價廉，為獲取甲醇蛋白提供了資源。本文通過利用擴(kuò)鏈劑對甲醇蛋白與粘膠原液共聚和共混，獲取甲醇蛋白改性的纖維素纖維，并進(jìn)一步應(yīng)用于粘膠纖維生產(chǎn)過程中，紡制出一種新型蛋白改性纖維素纖維高檔紡織材料。
　　首先，進(jìn)行了6個批次的發(fā)酵實(shí)驗(yàn)，并對制備甲醇蛋白的發(fā)酵過程進(jìn)行了總結(jié)分析。產(chǎn)品的跟蹤檢測顯

2、示，發(fā)酵罐中各批次濕菌體產(chǎn)量均在350-400g/L，其平均值為374g/L。所得粗品中蛋白質(zhì)含量為56.9％。粗品經(jīng)過堿溶、離心、破壁、調(diào)酸沉淀得到了純化甲醇蛋白。對調(diào)酸沉淀過程研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)pH=4.0時，甲醇蛋白收率最高，每100g粗品可得甲醇蛋白13g。
　　其次，本文從動力學(xué)和熱力學(xué)兩個角度出發(fā)對甲醇蛋白對纖維素改性進(jìn)行了研究。動力學(xué)部分從反應(yīng)體系粘度隨時間的變化、洗滌次數(shù)和蛋白質(zhì)殘留量的關(guān)系兩方面進(jìn)行了探討。選用的擴(kuò)鏈劑

3、包括異氰尿酸三縮水甘油酯、戊二醛、E51環(huán)氧樹脂、1，4-丁二醇二縮水甘油醚四種。結(jié)果發(fā)現(xiàn):粘膠原液-甲醇蛋白-擴(kuò)鏈劑三元體系共聚反應(yīng)發(fā)生在前40min，1h以內(nèi)反應(yīng)體系基本達(dá)到了化學(xué)平衡。除戊二醛外，其他擴(kuò)鏈劑（含有環(huán)氧乙烷為功能基團(tuán)）體系發(fā)生一定程度的三元共聚，即共混和共聚同時存在。
　　熱力學(xué)部分，通過利用含氮量、紅外光譜、SEM、XRD和纖維力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)等手段研究了纖維性能與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)纖維力學(xué)性能主要由纖維的結(jié)晶

4、度和擴(kuò)鏈劑分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定。
　　在上述研究的基礎(chǔ)上，對紡絲工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，最佳紡絲條件為:以1，4-丁二醇二縮水甘油醚作為擴(kuò)鏈劑，擴(kuò)鏈劑與甲醇蛋白的比例為1∶9，泵入量為粘膠的20％。
　　最后，利用海藻酸鈉/爐甘石對甲醇蛋白改性纖維素纖維進(jìn)行功能性改進(jìn)，賦予蛋白纖維的抗菌性能，防止甲醇蛋白改性纖維素纖維中游離蛋白或多肽滋生細(xì)菌。結(jié)果表明:用海藻酸鈉/爐甘石堿性膠質(zhì)溶液做分散劑可增加分散粉體的沉降阻力，減緩沉降