一種共混纖維材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種共混纖維材料及其制備方法和應(yīng)用。該共混纖維材料由以下重量百分比的成分制成：氧化海藻酸鹽1.0-99.0%，蛋白質(zhì)99.0-1.0%。上述共混纖維材料的制備方法，以氧化海藻酸鹽和水溶性蛋白質(zhì)為原料，以水為溶劑，按配方量將氧化海藻酸鹽用純水溶解后與蛋白質(zhì)的水溶液混合，混合溶液通過噴絲孔擠入5%的CaCl22H2O水溶液后形成纖維，經(jīng)水洗、干燥后制得。所述共混纖維材料在人造毛發(fā)方面的應(yīng)用。本發(fā)明利用氧化海藻酸與蛋白質(zhì)的原位交聯(lián)反應(yīng)性能，制備的共混纖維具有阻燃、可染色、抗靜電、耐高溫等性能，與天然毛發(fā)具有相似的懸垂感、光澤、燃燒焦味等特性，適用于人造毛發(fā)的制備。
【專利說明】一種共混纖維材料及其制備方法和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域，具體涉及一種由氧化海藻酸鹽與蛋白質(zhì)制成的共混纖維材料及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]海藻酸又稱褐藻酸、海帶膠、褐藻膠，是從褐藻類植物中提取的一種天然高分子材料。海藻酸具有許多優(yōu)良的性能，在食品、醫(yī)藥、紡織、印染、造紙、日用化工、廢水處理等領(lǐng)域有十分廣闊的應(yīng)用，是日常生活中使用最多的高分子材料之一。作為一種天然高分子，海藻酸具有很高的分子量。從褐藻中提取的高粘度海藻酸的聚合度達(dá)600-1000，對應(yīng)的分子量為120，000-190, 000。由于海藻酸的鈉鹽可溶解于水中，因此把海藻酸鈉溶于水中制備紡絲液后，可以通過濕法紡絲制備海藻酸纖維。海藻酸與大多數(shù)二價(jià)或多價(jià)金屬離子形成的鹽是不溶于水的，因此可以采用二價(jià)金屬離子的水溶液作為凝固液，通過噴絲孔擠出后在凝固液中成型制備海藻酸鹽纖維。
[0003]海藻酸分子的糖醛酸單元具有順二醇結(jié)構(gòu)，其C-C鍵被強(qiáng)氧化劑氧化后生成2個醛基。將海藻酸鈉用高碘酸鈉氧化改性后可以制備一種具有雙醛結(jié)構(gòu)的氧化海藻酸鈉。由于氧化海藻酸鈉中的雙醛基具有類似甲醛、戊二醛等的交聯(lián)性能，它是一種對人體無毒、無害、生物相容性良好、具有醫(yī)用潛力的生物高分子材料交聯(lián)劑。
[0004]人體的毛發(fā)是一種具有類似纖維材料細(xì)長結(jié)構(gòu)的特殊材料。人造毛發(fā)在人類的美容中起重要作用，用于替代人類天然毛發(fā)的在發(fā)片、發(fā)套、人造毛發(fā)的種植等領(lǐng)域起特殊的作用。但普通人造毛發(fā)由于其材料及制造方法的缺點(diǎn)或不足，存在透氣性相對較差、影響皮膚的呼吸、加速毛囊的退化和萎縮等缺陷，嚴(yán)重影響人體的美觀。目前用于制造人造毛發(fā)的主要材料為腈綸、滌綸、聚氯乙烯等合成高分子材料，很難滿足人造毛發(fā)使用過程中對阻燃、染色、抗靜電、耐高溫、懸垂感、光澤等性能上的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于結(jié)合氧化海藻酸鹽與蛋白質(zhì)的綜合性能，制備一種在阻燃、染色、抗靜電、耐高溫、懸垂感、光澤等性能上與天然毛發(fā)相似的共混纖維材料，提供了一種由氧化海藻酸鹽與蛋白質(zhì)制成的共混纖維材料及其制備方法和應(yīng)用。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]—種共混纖維材料，該共混纖維材料由以下重量百分比的成分制成:氧化海藻酸鹽 1.0-99.0%，蛋白質(zhì) 99.0-1.0%。
[0008]優(yōu)選地，所述共混纖維材料的重量百分比配方:氧化海藻酸鹽25.0-75.0%，蛋白質(zhì)75.0-25.0%?？紤]到氧化海藻酸鹽的成本較高，所以蛋白質(zhì)的比例通常稍高一些，而且蛋白質(zhì)的成分恰好與天然毛發(fā)類似，也更適合其應(yīng)用于人造毛發(fā)領(lǐng)域。
[0009]進(jìn)一步地，所述氧化海藻酸鹽是通過海藻酸鹽與氧化劑氧化改性后生成的，所述氧化劑采用高碘酸鈉或高碘酸鉀。氧化海藻酸鹽還可以在催化劑作用下用氧氣氧化生成。
[0010]進(jìn)一步地，所述氧化海藻酸鹽采用氧化海藻酸鈉或氧化海藻酸鉀。通常所述氧化海藻酸鹽采用其鈉鹽、鉀鹽或其他水溶性氧化海藻酸鹽。
[0011]其中，所述蛋白質(zhì)采用明膠、膠原蛋白、大豆蛋白、絲膠蛋白中的一種。
[0012]一種上述共混纖維材料的制備方法，以氧化海藻酸鹽和水溶性蛋白質(zhì)為原料，以水為溶劑，按配方量將氧化海藻酸鹽用純水溶解后與蛋白質(zhì)溶液混合，混合溶液通過噴絲孔擠入5%的CaCl22H20水溶液后形成纖維，經(jīng)水洗、干燥后制得。
[0013]其中，所述蛋白質(zhì)溶液是將蛋白質(zhì)溶解在水或有機(jī)溶劑中，所述有機(jī)溶劑采用DMF或DMA有機(jī)溶劑，因?yàn)橛行┑鞍踪|(zhì)不溶于水就不要溶解在有機(jī)溶劑中。
[0014]進(jìn)一步地，所述氧化海藻酸鹽采用氧化海藻酸鈉或氧化海藻酸鉀。
[0015]所述共混纖維材料在人造毛發(fā)方面的應(yīng)用。本發(fā)明的人造毛發(fā)可以在染色后用于人造假發(fā)的制備。
[0016]由于氧化海藻酸鹽對氨基有極高的反應(yīng)活性，因此可被用作蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸等生物活性物質(zhì)的交聯(lián)劑。本發(fā)明的氧化海藻酸與蛋白質(zhì)共混纖維在制備過程中通過氧化海藻酸結(jié)構(gòu)中的醛基與蛋白質(zhì)中的氨基的原位反應(yīng)，形成穩(wěn)定的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，在紡絲成型后得到的共混纖維中，形成一個不溶于水的互穿網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，具有類似毛發(fā)的耐水、耐高溫特性，其蛋白質(zhì)成分具有與天然毛發(fā)相似的染色性能，并且在燃燒過程中產(chǎn)生類似天然毛發(fā)的特殊焦味，其中海藻酸鹽成分為毛發(fā)提供天然毛發(fā)具有的阻燃性能。本發(fā)明的人造毛發(fā)可以在染色后用于人造假發(fā)的制備。
[0017]本發(fā)明采用的蛋白質(zhì)包括明膠、膠原蛋白、大豆蛋白、絲膠蛋白等材料，制備過程中蛋白質(zhì)溶解在水或有機(jī)溶劑中后與氧化海藻酸鹽水溶液混合，其中氧化海藻酸可以是其鈉鹽、鉀鹽或其他水溶性海藻酸鹽，其混合溶液通過噴絲孔擠入含二價(jià)金屬離子的水溶液中后，氧化海藻酸在與二價(jià)金屬離子結(jié)合后形成絲條，在烘干過程中氧化海藻酸中的醛基與蛋白質(zhì)中的氨基反應(yīng)形成穩(wěn)定的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0018]與目前常用的假發(fā)材料相比，本發(fā)明的氧化海藻酸與蛋白質(zhì)共混纖維材料在材質(zhì)與性能上均與天然毛發(fā)相似，所用材料均為天然可再生材料，對人體無毒副反應(yīng)，特別適合人造毛發(fā)的制備。
[0019]本發(fā)明利用氧化海藻酸與蛋白質(zhì)的原位交聯(lián)反應(yīng)性能，制備的共混纖維具有阻燃、可染色、抗靜電、耐高溫等性能，與天然毛發(fā)具有相似的懸垂感、光澤、燃燒焦味等特性，適用于人造毛發(fā)的制備。

【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]實(shí)施例1
[0022]步驟一，氧化海藻酸鈉的制備
[0023]用高碘酸鈉將海藻酸鈉氧化為多醛基的氧化海藻酸鈉的反應(yīng)在水:乙醇=1:1的溶液中進(jìn)行，具體實(shí)驗(yàn)步驟包括(I)將10克海藻酸鈉分散于50毫升無水乙醇中配成懸濁液I ; (2)將不同質(zhì)量的高碘酸鈉溶于50毫升水中配成溶液2 ； (3)分別按高碘酸鈉與海藻酸鈉質(zhì)量比20%、40%、60%、80%、100% (如表I所示)將溶液2加入懸濁液I中，避光室溫磁力攪拌兩個小時(shí)后，加入與高碘酸鈉等摩爾的1，2-丙二醇終止反應(yīng)；(4)將反應(yīng)混合物倒入劇烈攪拌的大量無水乙醇中，析出沉淀；(5)抽濾后干燥，得到不同氧化度的多醛基氧化海藻酸鈉。
[0024]表1氧化海藻酸鈉的制備
[0025]

【權(quán)利要求】
1.一種共混纖維材料，其特征在于:該共混纖維材料由以下重量百分比的成分制成:氧化海藻酸鹽1.0-99.0%，蛋白質(zhì)99.0-1.0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述共混纖維材料，其特征在于:所述共混纖維材料的重量百分比配方:氧化海藻酸鹽25.0-75.0%，蛋白質(zhì)75.0-25.0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述共混纖維材料，其特征在于:所述氧化海藻酸鹽是通過海藻酸鹽與氧化劑氧化改性后生成的，所述氧化劑采用高碘酸鈉或高碘酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述共混纖維材料，其特征在于:所述氧化海藻酸鹽采用氧化海藻酸鈉或氧化海藻酸鉀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述共混纖維材料，其特征在于:所述蛋白質(zhì)采用明膠、膠原蛋白、大豆蛋白、絲膠蛋白中的一種。
6.一種權(quán)利要求1所述共混纖維材料的制備方法，其特征在于:以氧化海藻酸鹽和水溶性蛋白質(zhì)為原料，以水為溶劑，按配方量將氧化海藻酸鹽用純水溶解后與蛋白質(zhì)溶液混合，混合溶液通過噴絲孔擠入5%的CaCl22H20水溶液后形成纖維，經(jīng)水洗、干燥后制得。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述制備方法，其特征在于:所述蛋白質(zhì)溶液是將蛋白質(zhì)溶解在水或有機(jī)溶劑中，所述有機(jī)溶劑采用DMF或DMA。
8.所述共混纖維材料在人造毛發(fā)方面的應(yīng)用。
【文檔編號】A41G3/00GK104073915SQ201410309187
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】秦益民, 胡賢志, 申勝標(biāo), 鄧云龍 申請人:青島明月生物醫(yī)用材料有限公司