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CN104032400B - 生物酶/木质纤维素复合纤维及其制备方法 - Google Patents

生物酶/木质纤维素复合纤维及其制备方法 Download PDF

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CN104032400B CN201410275053.4A CN201410275053A CN104032400B CN 104032400 B CN104032400 B CN 104032400B CN 201410275053 A CN201410275053 A CN 201410275053A CN 104032400 B CN104032400 B CN 104032400B
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Abstract

本发明涉及一种生物酶/木质纤维素复合纤维及其制备方法,包括步骤:(1)将木质纤维素碎片溶解在N-乙基吡啶氯盐([bmim]Cl)/1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐([bmim][BF4])混合室温离子液体中,形成均相溶液;(2)将木瓜蛋白酶粉末按照一定的质量百分数溶入步骤(1)所配制的溶液中,得到均相混合纺丝原液;(3)纺丝原液经过脱泡、过滤、计量后通过喷丝头挤出后形成纺丝细流,进入凝固浴凝固成形,采用均匀纺丝原液共混后进行湿法纺丝以及静电纺丝,该方法具有环保、成本低、纺丝速度快、生产效率高等优点;制备得到的复合纤维与传统的纺织纤维材料相比,具有舒适、产量大等优点,纺织加工成面料,并可最终制成载生物酶能美容皮肤的纺织物,如内衣裤、胸罩、袜子、婴幼儿尿布等。

Description

生物酶/木质纤维素复合纤维及其制备方法
技术领域:
本发明涉及一种纤维素复合纤维及其制备方法,特别是涉及一种生物酶/木质纤维素复合纤维及其制备方法。
背景技术:
合成纤维经历了半个世纪的快速发展,同时伴随着石油资源紧缺和环保压力增大的现实,天然资源的综合利用越来越受到重视。
纤维素和生物酶都是重要的天然原料,其中纤维素是通过植物的光合作用而形成的,人们称之为“绿色材料”。这类可再生的生物资源可以说是取之不尽,用之不竭、它适用于各种各样的实际应用场合,大大地减缓了人类对矿物资源的索取和由此引起的环境污染。尤其是在当今环境污染已成为人类关注焦点的大氛围中,纤维素基质材料更加引起人们的关注,在国民经济和人们的日常生活中具有不可替代的重要地位。
天然纤维素纤维主要来自于植物纤维,人们利用纤维素纤维已有几千年的历史,如棉、麻、木材、竹子等纤维。纤维素基质材料,也称木质材料。它包括木材(木质人造板)、棉(人造棉)、麻类及纸制品等。材料的原料取自于自然界广泛存在的植物。木材取自于乔木的成材部分。它主要由纤维素、半纤维素和木素构成,纤维素和半纤维素总称为综纤维素。木质素、纤维素和半纤维素是构成植物骨架的主要成分。何艳峰等[何艳峰,李秀金,方文杰,康佳丽,NaOH固态预处理对稻草中纤维素结构特性的影响,可再生能源,2007,25(5):31。]指出,纤维素是植物光合作用产生的多糖类物质,是地球上最丰富的可再生自然资源,Itzen在1983年推算出植物每年通过光合作用合成更新的纤维素量相当于全人类每人每天70kg。
利用物理或化学改性的方法能生产出具有高附加值的产品,其中,共混改性是重要手段之一。对纤维素(Cellulose)纤维进行共混改性的报道很多[ZengJ,XuX.Y.,ChenXS.,LiangQ.Z.,BianX.C.,YangL.X.andJingX.B.Biodegradableelectrospunfibersfordrugdelivery[J].刘佃森,沈青,王志鑫,庄琦,纤维素/聚乙二醇/维生素共混膜的制备与缓释性能研究[J],纤维素科学与技术,2004,12(3):25。袁晔,范子千,沈青,纳米纤维素研究及应用进展Ⅰ.[J],高分子通报,2010,2:7。ChenG.,WangL.,LuG..Regeneratedcellulosefiberblendyarn,hasoneoffibersprovidedgreaterthanplantfibere.g.woodpulpfiber,regeneratedcellulosefiber,compositefibere.g.terylenefiber,andproteinfibere.g.rabbitwoolfiber[P].2008,PN:CN101195940-A.TianS.,LiuH.,LiuJ.,JiangM.,LiL.,HuangL..Soybeanprotein/alginate/cellulosefibercontainspresetamountofsoybeanprotein,alginateandcellulosefiber,andhaspresetdrybreakingstrength,drybreakingextendingdegreeandwetmodulus[P].2008,PN:CN101168869-A.FengT.,WangY.,LiuY.,ChenM..Lignose-bamboocellulosecompositefiberusedformanufacturingtextiles,suchasclothes,socks,anddecorativecloths,compriseslignoseandbamboocelluloseatspecificweightratio[P].2008,PN:CN101240455-A.],东华大学沈青[王志鑫,沈青,顾庆锋,王依民,含中草药成分的纤维制备与性能研究I.柿叶纤维素共混纤维的制备及力学性能[J],合成纤维工业,2004,27(4):7;袁晔,范子千,沈青,纳米纤维素研究及应用进展Ⅰ.,高分子通报[J],2010,2:7;张铎,沈青,用化学方法从生物质材料得到可再生能源的研究进展,生物质化学工程[J],2010,4(2):48。]的研究小组以二甲基亚砜DMSO/多聚甲醛(PF)为溶剂,添加柿叶活性成分,应用湿法纺丝技术,制得了一种含柿叶提取物的再生纤维素纤维。朱进忠等[朱进忠,苏玉恒,毛慧贤,严广松,大豆蛋白/纤维素共混纤维的吸湿性能,纺织学报,2010,31(10):14。]报道了不同大豆蛋白共混量的大豆蛋白/纤维素共混纤维的吸湿性,对比分析了该纤维与竹纤维、亚麻及黄麻纤维吸湿性的差别,结果发现共混纤维的吸湿性随着大豆蛋白质含量的增加而提高。张瑞文等[张瑞文,章伟,大豆蛋白/粘胶共混纤维的结构与性能,纤维素科学与技术,2007,15(2):49。]比较了大豆蛋白/粘胶共混纤维的结构与性能,发现大豆蛋白/粘胶共混纤维的截面形状和普通粘胶纤维相似,但表面沟槽更为明显,纤维表面分散有大量的蛋白颗粒,使纤维具有很好的亲肤性。美国专利[公开号US2009166916-A1]给出了一种天然纤维素/壳聚糖两组分共混溶液制备复合纤维素纤维的方法,并指出这种纤维能应用于高级牛仔布料[TiChouW.,HuangK.,LaiM..Processingmethodofnaturalcellulosefiberusedinfor,e.g.forhighclassjeans,involvesmodifyingpropertiesofchitosan,reducingchitosantonanometerbysol-gelmethod,andformingquasi-dopebyprocessingofchitosan[P].]。美国专利[公开号US2009088564-A1;US7828936-B2][LuoM.,NeogiAN.,WestH..Dissolvingcellulosee.g.woodchipusefulinfiber,involvesmixingcellulosebasedrawmaterialwithmixtureofdipolaraproticintercrystallineswellingagentandionicliquidhavingspecificmolarratio,atspecifictemperatureandtime[P].2009]公开了一种溶解纤维素的方法。美国专利[公开号US2008076313-A1][UitenbroekD.,BlanzJ.J..Wipeforwipinghardsurfacesuchascounter,floor,furniture,tileandceramics,comprisesnonwovensubstratehavingmixtureofnaturalfiberandregeneratedcellulosefiber,andactiveagent-containingcomposition,2008]提出了用天然纤维和可再生纤维素纤维及活性剂混合物等来制备能擦干净桌子、地板、家具、瓷砖、陶瓷等物体的抹布。日本专利[公开号JP2009155772-A][AbeS.,HamaguchiY.,OgitaN..Manufactureoffinecellulosefiberfor,e.g.substrateforsolarcell,involvesperformingdisentanglementofcellulosesuspensionwhichisejectedduringpurificationofwoodenmaterialinaqueousmediumathighvoltage[P].2009]则给出了一种制备优质木质纤维素纤维的方法。
纵观文献,在已经报道的资料中,对纤维素共混改性的纤维有很多种类,但报道聚合物度高的木质纤维素却很少,而加入木瓜蛋白酶的共混改性木质纤维素纤维却没有见到。木瓜蛋白酶有溶解死细胞的能力,且能有区别地消化分解老皮肤而不伤害新皮肤,加入化妆品中可消除黑斑、雀斑,处理坏死组织和伤疤,具有治疗粉刺增加皮肤弹性和美化肌肤的功效[张文学,胡承,李仕强等,番木瓜资源的应用状况,四川食品与发酵,2000(1):26;刘思,沈文涛,黎小瑛,周鹏,番木瓜的营养保健价值与产品开发,广东农业科学,2007,2:68;吴显荣,番木瓜的酶类及其在化妆品中的应用,热带作物科技,1999(4):69。]。
生物酶由于具有高度的专一性和高效率的催化能力,并且无环境污染,而在纺织品的生物加工中得到了大量应用。在牛仔布的生物酶洗整理中,可获得与石磨同样的处理效果;在表面整理中,可改善织物手感,提高悬垂性和柔软性;在风格整理中,可使Tencel、人丝织物具有桃皮绒外观,棉纤维具有超级柔软感;此外还可进行功能整理,获得抗菌、防毡缩、拒水等效果。在所有的植物半胱氨酸蛋白酶中,木瓜蛋白酶(papain)家族研究得最为详尽。木瓜蛋白酶(papain)家族包含木瓜蛋白酶(papain)、木瓜凝乳蛋白酶A(ChymopapainA)、木瓜凝乳蛋白酶B(ChymopapainB)、木瓜肽酶B(papayaPeptedaseB)等多种蛋白水解酶。其中,木瓜蛋白酶广泛存在于番木瓜(Caricapapaya)的根、茎、叶和果实内,其中在未成熟的乳汁中含量最为丰富。与其他半胱氨酸蛋白酶相比,木瓜蛋白酶较为廉价,且比其他的碱性蛋白酶有较好的稳定性,因此具有非常大的应用价值。广泛应用于食品行业,如啤酒的澄清和肉质的嫩化以及皮革、纺织、日化和制药工业。
随着科学和技术的发展,人们的环保意识观念的增加,作为不污染环境的绿色材料——纤维素的应用领域也将得到更加广阔的拓展。在不断掀起“绿色”浪潮中,它将更受人们的青睐。在当前健康观念更新、疾病谱改变、老龄化社会到来的前提下,医学模式也由单纯的治疗疾病向预防、保健方向发展,且随着我国经济的转型,用生物酶共混改性的木质纤维素/木瓜蛋白酶纤维的研究开发具有重大的现实意义。
发明内容:
本发明提供一种生物酶/木质纤维素复合纤维及其制备方法,其生产的复合纤维具保健型、美容功能,采用均匀纺丝原液共混后进行湿法纺丝以及静电纺丝,能分别得到有效载入生物酶的纤维素复合纤维和纳米复合纤维毡。与传统的纤维素纤维相比,静电纺法制备的纤维具有比表面积大、质量轻。
本发明一种生物酶/木质纤维素复合纤维的制备方法,包括下列步骤:
(1)配制均相溶液,将木质纤维素碎片溶解于N-乙基吡啶氯盐/1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐的溶剂体系中,形成均相溶液;
(2)配制共混纺丝溶液,将一定量的生物酶粉末,溶于(1)步所述的均相溶液,形成多相混合均匀的高分子溶液体系,配制成相溶的共混纺丝溶液;
(3)制纺丝溶液,将(2)步所述的共混纺丝溶液脱泡、过滤得到纺丝溶液;
(4)纺制生物酶/木质纤维素复合纤维,采用湿法纺丝或静电纺丝技术将(3)步纺丝溶液纺制成载生物酶/木质纤维素的复合纤维,并对其进行漂洗、干燥、除湿得产品。
本发明所述的一种生物酶/木质纤维素复合纤维的制备方法,优选按如下步骤:
(1)配制均相溶液,将木质纤维素碎片溶解于N-乙基吡啶氯盐/1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐的离子液体混合溶剂体系中,形成均相溶液;
(2)配制共混纺丝溶液,室温下将一定量的生物酶粉末,溶于(1)步所述的均相溶液,形成多相混合均匀的高分子溶液体系,配制成相溶的共混纺丝溶液;
(3)制纺丝溶液,室温下将(2)步所述的共混纺丝溶液脱泡、过滤得到纺丝溶液;
(4)纺制生物酶/木质纤维素复合纤维,室温下采用湿法纺丝或静电纺丝技术,将(3)步纺丝溶液,纺制成载生物酶/木质纤维素的复合纤维或纳米复合纤维毡,并对其先进行漂洗后置于空气中自然干或在真空烘箱中低温干燥除湿,得产品。
本发明所述步骤(1)控制N-乙基吡啶氯盐和1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐的质量摩尔比为1.00-7.59;木质纤维素的聚合度为600-2000,木质纤维素碎片溶解温度为60℃-120℃,均相溶液中木质纤维素的质量百比为8.00%-15.00%。
本发明所述的生物酶为木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶A、木瓜凝乳蛋白酶B、木瓜肽酶B中任意一种。
所述步骤(2)中控制共混纺丝溶液中生物酶的质量浓度为0.01%-8.33%。
所述步骤(4)湿法纺丝条件为:控制贮料罐中密封静置脱泡的时间为1.0-2.0小时;贮料罐中的压力为1.5×105Pa;凝固浴温度为10oC-30oC;脱除溶剂的水浴温度为20oC~40oC;脱除溶剂的沸水浴拉伸的温度为90oC-100oC;卷绕后纤维的干燥致密化温度为30oC-60oC;纺制的纤维单丝纤度为2.2dtex-3.2dtex、强度为0.9cN/dtex-2.8cN/dtex。
本发明所述步骤(4)静电纺丝条件为:针筒中纺丝原液流速为0.7-1.5mL/h,所施加的电压为12-14kV,两极间屏针距为14-19cm;纺制的纳米复合纤维毡的干燥温度为30℃-60℃,干燥时间为3-5小时。
一种生物酶/木质纤维素复合纤维依上所述的方法制备获得。
本发明先用内含具有生物活性成分木瓜蛋白酶、可降解的天然高分子混溶环保型溶剂室温离子液体[王华平,张玉梅等,一种离子液体为溶剂的纤维素纤维制备中溶剂的回收方法,专利申请号:200510111966.3,以离子液体为溶剂制备纤维素纤维的方法,专利申请号:200610026709.4]中配制均相纺丝溶液,分别采用湿法纺丝法和静电纺丝法制备了载酶纤维。其中湿纺法纤维可进一步纺织加工成面料,并最终能制成载酶纺织物,如内衣裤、胸罩、袜子、鞋子、婴幼儿尿布等,使生物酶活性成分从衣料纤维中缓慢释放,人们在日常穿戴过程中就能通过皮肤与衣料的接触完成用酶美化皮肤的过程,从而满足生物酶接触全面并免除人们每日用护肤品的麻烦;而用电纺法获得的载酶纤维则更适用于局部美容等。
利用本发明方法制备的复合纤维产品具有如下有益效果:
(1)与流行的纤维素纤维材料相比,纺制出生物酶木瓜蛋白酶/木质纤维素复合纤维及其保健型纺织品,能有效的美化皮肤发生,顺应了目前治疗医学转向保健医学的发展趋势;湿法纺丝技术的应用,有利于提高纺丝速度,提高产品力学性能和生产效率;
(2)静电纺丝技术纺制出生物酶木瓜蛋白酶/木质纤维素复合纳米纤维具有质量轻、比表面积大等优点,穿戴舒适、便捷;
(3)以上两类载生物酶纤维或纺织品适用于群体美容皮肤,是一种新型含有生物酶木瓜蛋白酶载体型纤维和一种高档纺织品,如眼罩、口罩、胸罩、内衣裤等;
(4)提高了产品的服饰舒适、保健性,提高纤维性能,增加了产品附加值,在提高人们生活水平的同时增加巨大的经济效益。
具体实施方式:
下面结合具体实施方式对本发明作进一步阐述。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明按下述方法步骤进行:(1)配制溶剂体系为N-乙基吡啶氯盐([bmim]Cl)/1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐([bmim][BF4])室温离子液体混合溶剂,将木质纤维素碎片溶解于上述的溶剂体系中形成均相溶液;
(2)室温下称取一定量的生物酶木瓜蛋白酶粉末,溶解于(1)所述的溶液,形成多相混合均匀的高分子溶液体系,配制成相溶的共混纺丝溶液;
(3)室温下将(2)所述形成均相溶液混合体系脱泡、过滤得到纺丝溶液;
(4)室温下采用湿法纺丝技术纺制载木瓜蛋白酶的复合纤维,将纺制的纤维漂洗后置于空气中自然干或在真空烘箱中低温干燥除湿;
(5)室温下采用静电纺丝技术纺制载木瓜蛋白酶的纳米复合纤维毡,将纺制的纳米纤维毡置于真空烘箱中低温干燥除湿。
所述步骤(1)中N-乙基吡啶氯盐([bmim]Cl)/1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐([bmim][BF4])室温离子液体的摩尔比在1.00-7.59之间;木质纤维素的聚合度在600-2000之间,木质纤维素碎片溶解温度在60℃-120℃之间,溶液体系中木质纤维素质量百分数为8.00%-15.00%。
所述步骤(2)生物酶类包括以下的任一种:
木瓜蛋白酶(papain)、木瓜凝乳蛋白酶A(ChymopapainA)、木瓜凝乳蛋白酶B(ChymopapainB)、木瓜肽酶B(papayaPeptedaseB)等多种蛋白水解酶。
所述步骤(2)生物酶的质量百分数大于0.01%小于等于8.33%。
所述步骤(4)湿法纺丝条件为:贮料罐中密封静置脱泡的时间约1.0-2.0小时;打开空气压缩机,贮料罐中保持的恒定压力为1.5×105Pa;凝固浴为与纺丝溶液中采用的同样溶剂组成的0.1%-60%室温离子液体——去离子水溶液;凝固浴温度为10oC-30oC;能脱除部分溶剂的预拉伸水浴温度为20oC-40oC;进一步脱除溶剂沸水浴拉伸的温度为90oC-100oC;卷绕后纤维的干燥致密化温度为30oC-60oC;纺制的纤维单丝纤度为2.2dtex-3.2dtex、强度为0.9cN/dtex-2.8cN/dtex。
所述步骤(5)静电纺丝条件为:针筒中纺丝原液流速为0.7-1.5mL/h,所施加的电压为12-14kV,两极间屏针距为14-19cm;纺制的纳米纤维毡的干燥温度在30℃-60℃之间,干燥时间为3-5小时。
实施例1
原料:木瓜蛋白酶,级别为6U/mg;木质纤维素碎片,聚合度=1800,N-乙基吡啶氯盐([bmim]Cl)和1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐([bmim][BF4])都采用分析纯;
将厚度约0.1-0.5cm的木质纤维素剪成碎片,在100oC的真空烘箱中约6hrs即6小时,达到除湿干燥纤维素的目的。用100mL的烧杯各自称取154.15gN-乙基吡啶氯盐及60.80g的1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐,加入装有机械搅拌棒并密封好的250-mL的三颈瓶中,并将该瓶置于带有保温加热装置的硅油浴中,控制油浴温度开始时保持在90oC。称取干燥好的木质纤维素23.90g,拧出三颈瓶的一个密封塞,把木质纤维素一次性加入到三颈瓶中,然后再密封好,为使各瓶环境保持一致,间隔打开接上抽真空装置,以保持瓶内的溶解环境。观察到连续搅拌1.5小时后木质纤维素全部溶胀,肉眼观察不到明显的碎片,制成均相溶液。关掉加热装置,等体系的温度从110oC降低到60oC时,称取5.87g木瓜蛋白酶加入三颈瓶中,制成共混纺丝溶液。
将上述制备的纺丝原液,过滤和脱泡等纺前准备后送至纺丝机,通过纺丝泵计量,经烛形滤器、鹅颈管进入喷丝头,从喷丝头毛细孔挤出的溶液细流进入凝固浴,形成纤维。纺丝原液从贮料罐经计量泵计量增压后,从喷丝板挤入凝固浴中,这里采用的凝固浴是体积含量为30%,室温混合离子液体-去离子水溶液,温度为16oC;成形固化后的丝束绕过第一导辊进入温度约为25oC的预拉伸水浴并脱除部分溶剂,绕过第二导辊进行预拉伸;之后丝束进入沸水浴进行沸水浴拉伸并进一步脱除溶剂,沸水浴拉伸的温度为90oC-100oC;后经卷绕,其中设置牵伸倍数等于6;卷绕速度为20米/分钟;收集纺制好的纤维用去离子水漂洗3次后,于30oC下进行干燥致密化后保存,目的是除去残留的溶剂和湿气以便后面的在测试和分析。最后得到的样品(a)单丝纤度为2.8dtex、强度1.9cN/dtex,样品(b)单丝纤度为3.2dtex、强度2.3cN/dtex。样品(a)和样品(b)即为两种单丝纤度的生物酶木瓜蛋白酶/木质纤维素复合纤维产品。
实施例2
原料:木瓜蛋白酶,级别为6U/mg;木质纤维素碎片,聚合度=1800,N-乙基吡啶氯盐([bmim]Cl)和1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐([bmim][BF4])都为分析纯级别。
将厚度约0.1-0.5cm的木质纤维素剪成碎片在100℃的真空烘箱中约6hrs,达到除湿干燥纤维素的目的。用100mL的烧杯各自称取154.15gN-乙基吡啶氯盐及60.80g的1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐,加入装有机械搅拌棒并密封好的250-mL的三颈瓶中,并将该瓶置于带有保温加热装置的硅油浴中,控制油浴温度开始时保持在90oC。称取干燥好的木质纤维素23.90g,拧出三颈瓶的一个密封塞,把木质纤维素一次性加入到三颈瓶中,然后再密封好,间隔打开接上抽真空装置,以保持瓶内的溶解环境。观察到连续搅拌1.5小时后木质纤维素全部溶胀,肉眼观察不到明显的碎片。关掉加热装置,等体系的温度从110oC降低到60oC时,称取5.87g木瓜蛋白酶加入三颈瓶中质量百分数为2.40%。加好后继续搅拌,打开加热设备,保持油浴温度为60oC。
将上述制备的纺丝原液分别装入5mL的注射器,注射针头为平头,内径为0.45mm,连接高压发生器的正极,铝箔接收屏连接负极,用于接收静电纺纤维。根据预实验结果,纺丝过程各参数的设定如下:溶液在喷丝口处的流速为1.0mL/h,所施加的电压为12kV,两极间屏针距为19cm,室温下操作。在高压电场作用下,纺丝液喷射最终形成纤维沉积在接收屏上,形成纤维膜。将纤维膜置于40oC真空干燥箱中干燥过夜,以除去残留的溶剂和湿气。
静电纺丝复合纤维的直径跨度为(a-纯纤维素)电纺纤维的直径分别为290±209和(b-载酶纤维素)262±102nm。

Claims (7)

1.一种生物酶/木质纤维素复合纤维的制备方法,包括下列步骤:
(1)配制均相溶液,将木质纤维素碎片溶解于N-乙基吡啶氯盐/1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐的溶剂体系中,形成均相溶液;
(2)配制共混纺丝溶液,将一定量的生物酶粉末,溶于(1)步所述的均相溶液,形成多相混合均匀的高分子溶液体系,配制成共混纺丝溶液;
(3)制纺丝溶液,将(2)步所述的共混纺丝溶液脱泡、过滤得到纺丝溶液;
(4)纺制生物酶/木质纤维素复合纤维,采用湿法纺丝或静电纺丝技术将(3)步纺丝溶液,纺制成载生物酶/木质纤维素的复合纤维或纳米复合纤维毡,并对其进行漂洗、干燥、除湿得产品;
所述的生物酶为木瓜蛋白酶、木瓜凝乳蛋白酶A、木瓜凝乳蛋白酶B、木瓜肽酶B中任意一种。
2.依据权利要求1所述的一种生物酶/木质纤维素复合纤维的制备方法,其特征是包括下列步骤:
(1)配制均相溶液,将木质纤维素碎片溶解于N-乙基吡啶氯盐/1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐的离子液体混合溶剂体系中,形成均相溶液;
(2)配制共混纺丝溶液,室温下将一定量的生物酶粉末,溶于(1)步所述的均相溶液,形成多相混合均匀的高分子溶液体系,配制成相溶的共混纺丝溶液;
(3)制纺丝溶液,室温下将(2)步所述的共混纺丝溶液脱泡、过滤得到纺丝溶液;
(4)纺制生物酶/木质纤维素复合纤维,室温下采用湿法纺丝或静电纺丝技术,将(3)步纺丝溶液,纺制成载生物酶/木质纤维素的复合纤维或纳米复合纤维毡,并对其先进行漂洗后,置于空气中自然干燥或在真空烘箱中低温干燥除湿,得产品。
3.依据权利要求1或2所述的一种生物酶/木质纤维素复合纤维的制备方法,其特征是所述步骤(1)控制N-乙基吡啶氯盐和1-乙基-3-甲基咪唑硼酸盐的摩尔比为1.00-7.59;木质纤维素的聚合度为600-2000,木质纤维素碎片溶解温度为60℃-120℃,均相溶液中木质纤维素的质量百分比为8.00%-15.00%。
4.依据权利要求1或2所述的一种生物酶/木质纤维素复合纤维的制备方法,其特征是所述步骤(2)中控制共混纺丝溶液中生物酶的质量浓度为0.01%-8.33%。
5.依据权利要求1或2所述的一种生物酶/木质纤维素复合纤维的制备方法,其特征是所述步骤(4)湿法纺丝条件为:控制贮料罐中密封静置脱泡的时间为1.0-2.0小时;贮料罐中的压力为1.5×105Pa;凝固浴温度为10oC-30oC;脱除溶剂的水浴温度为20oC-40oC;脱除溶剂的沸水浴拉伸的温度为90oC-100oC;卷绕后纤维的干燥致密化温度为30oC-60oC;纺制的纤维单丝纤度为2.2dtex-3.2dtex、强度为0.9cN/dtex-2.8cN/dtex。
6.依据权利要求1或2所述的一种生物酶/木质纤维素复合纤维的制备方法,其特征是所述步骤(4)静电纺丝条件为:针筒中纺丝原液流速为0.7-1.5mL/h,所施加的电压为12-14kV,两极间屏针距为14-19cm;纺制的纳米复合纤维毡的干燥温度为30℃-60℃,干燥时间为3-5小时。
7.一种依据权利要求1或2所述的方法制备获得的生物酶/木质纤维素复合纤维。
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