CN116516507B

CN116516507B - 一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法

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Publication number: CN116516507B
Application number: CN202310462115.1A
Authority: CN
Inventors: 罗婷婷; 张瑞云; 程隆棣; 赵炯心; 吴建华; 曹丽; 王玢琰; 张一敏; 马利杰
Original assignee: Ding Sheng Silk Co ltd; Donghua University
Current assignee: Ding Sheng Silk Co ltd; Donghua University
Priority date: 2023-04-26
Filing date: 2023-04-26
Publication date: 2024-04-26
Anticipated expiration: 2043-04-26
Also published as: CN116516507A

Abstract

本发明涉及一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，首先在引发剂以及加热条件下，将丝胶蛋白与丙烯腈单体以及第二聚合单体进行接枝共聚得到纺丝原液，然后利用纺丝原液通过湿法纺丝工艺制得丝胶接枝共聚丙烯腈纤维；第二聚合单体为羟丁基乙烯基醚或烯丙基缩水甘油醚；丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维中丝胶蛋白含量不低于15wt%；丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维的断裂强度>3.6 cN·dtex^‑1，断裂伸长>30%，回潮率>7%；本发明的制备方法制备的丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维具有较高的吸湿性、抗静电性、生物相容性和可降解性，在服装面料和家纺等领域有着广泛的应用前景。

Description

一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法

技术领域

本发明属于纤维技术领域，涉及一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法。

背景技术

根据原料来源不同，化学纤维可分为石油基化学纤维和生物基化学纤维两大类。再生蛋白纤维属于生物基化学纤维，由蛋白质和聚合物溶液共混或接枝共聚再经过纺丝制成。目前，以丙烯腈为原料进行纺丝的再生蛋白纤维主要有牛奶蛋白纤维、蚕蛹蛋白纤维和蚕丝蛋白纤维等。

丝胶是包覆在丝素表面的一种球状蛋白，其相对分子质量约为10~40万，占茧丝总质量的20%~30%。目前缫丝厂排放的废水中所含的溶解性污染物以丝胶为主，其COD 的贡献率在70%以上。由于人们对丝胶认识的不足和研究的局限性，每年约有50万吨丝胶在缫丝工业中被当作废物处理，浪费了大量宝贵的天然资源，并对环境造成了严重的污染。

丝胶含有大量的羧基（-COOH）、羟基（-OH）和氨基（-NH₂）等极性基团，具有优异的亲水性，同时，它还拥有良好的抗氧化性、抗菌性以及生物相容性和细胞粘附性等特点，被广泛应用在药品、化妆品、临床和生物医学等领域。但是，丝胶在纺织领域的应用主要是纤维或织物的表面改性，在纤维的开发和制备方面尤其是与丙烯腈接枝共聚制备纤维的研究未有报道。

目前，国内外对以丙烯腈为原料制备再生蛋白纤维的研究，所用蛋白主要为酪素蛋白、蚕蛹蛋白、蚕丝蛋白和胶原蛋白等，所用方法主要是将改性或者未改性蛋白质制成溶液，然后与聚丙烯腈纺丝原液共混纺丝。用该方法制备的再生蛋白纤维断裂强度和断裂伸长都较低，且对纤维吸湿性的改善效果不明显，如专利文献号为CN112680812A的专利公开了一种聚丙烯腈基牛奶蛋白纤维及其制备方法，该方法将干酪素加入均匀溶解有分散剂的硫氰酸钠水溶液中制成匀质分散液，与腈纶纺丝原液共混，并在交联剂作用下使其与聚丙烯腈进行交联得到纺丝原液，然后通过湿法纺丝制得聚丙烯腈基牛奶蛋白纤维。利用该方法制得的聚丙烯腈基牛奶蛋白纤维的蛋白含量最高仅为5.57wt%，断裂强度≤3.6cN/dtex，断裂伸长率≤28.3%，回潮率≤5.42%。

现有将蛋白质与丙烯腈单体接枝共聚制备再生蛋白纤维的技术主要用的是蚕蛹蛋白，如专利文献号为CN1255589C的专利公开了一种蚕蛹蛋白-丙烯腈接枝共聚纤维的制造方法。该方法以偶氮二异丁腈为引发剂，在硫氰酸钠水溶液中，将蚕蛹蛋白与丙烯腈、丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯、丙烯磺酸钠或甲基丙烯磺酸钠接枝共聚，制得纺丝原液，并利用传统湿法纺丝工艺制得蚕蛹蛋白与丙烯腈接枝共聚纤维。该方法虽是将蛋白质与丙烯腈接枝共聚，但是由于蚕蛹蛋白相对分子质量较小（1~6万），其制得的纤维中蛋白含量不高（1.25%~4.2%），纤维断裂强度和断裂伸长很差（干强1.85~2.11 cN·dtex^-1，断裂伸长18~23%），吸湿性相较于常规腈纶虽略有改善，但仍旧不高。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法；

为达到上述目的，本发明采用的方案如下：

一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，首先在引发剂以及加热条件下，将丝胶蛋白与丙烯腈单体以及第二聚合单体进行接枝共聚得到纺丝原液，然后利用纺丝原液通过湿法纺丝工艺制得丝胶接枝共聚丙烯腈纤维；

第二聚合单体为羟丁基乙烯基醚或烯丙基缩水甘油醚；

丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维中丝胶蛋白含量不低于15wt%；丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维的断裂强度>3.6 cN·dtex^-1，断裂伸长>30%，回潮率>7%，纯聚丙烯腈纤维断裂强度约2.28~3.68cN·dtex^-1，断裂伸长约17.47%~30%，回潮率约1.21~1.82%，现有技术的复合蛋白纤维，其断裂强度普遍<3.6 cN·dtex^-1，断裂伸长<25%，本发明在充分发挥丝胶蛋白改性效果的同时保证了纤维具有优异的力学性能。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，具体步骤如下：

（1）将丝胶蛋白溶于硫氰酸钠水溶液中，得到丝胶蛋白水溶液；

（2）向丝胶蛋白水溶液中加入去离子水、丙烯腈以及第二聚合单体，配成混合液；

（3）调节步骤（2）中混合液的pH为6~8，温度为35~75℃，向其中加入引发剂，在恒温搅拌条件下进行接枝共聚得到接枝共聚产物；

（4）将接枝共聚产物进行脱单体、混合、过滤、脱泡、调温操作，得到纺丝原液；

脱单体：及时脱除吸附在固体聚合物表面的单体，加以处理后使其返回聚合系统，提高单体利用率，防止其污染后续操作环境，影响纤维品质；

混合：将反应所得浆液置于浆液混合罐中进行充分混合，减少差异，使浆液性质稳定，同时提供一个缓冲地，以保证连续生产的平稳性；

过滤：将原液通过压滤机，以消除胶块对生产的影响，滤除杂质；

脱泡：在高真空以及加热条件下，将原液中的气体脱除，以减少后续纺丝过程中的毛丝和废丝；

调温：用加热器调节原液温度为合适的值，并使其保持稳定，不受环境温度影响，以降低原液粘度波动；

（5）将步骤（4）得到的纺丝原液用计量泵压入，经喷丝板喷出（喷丝板孔数为30~900，孔径为0.02~0.4 mm），进入凝固浴中凝固成形，得到初生纤维；

（6）将初生纤维进行预拉伸、水洗、拉伸、上油、干燥致密化工序得到丝胶接枝共聚丙烯腈纤维；

预拉伸：在温度50~70℃、浓度1~6wt%的硫氰酸钠水溶液中进行拉伸，拉伸倍数为1.2~2.8；

水洗：温度为40~60℃，pH为5~8；

拉伸：在温度95~105℃的水浴中进行拉伸，拉伸倍数为5~10倍；

干燥致密化：干燥的温度为110~120℃，时间为1~15min。

如上所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，步骤（1）中溶解温度为40~60℃，溶解时间为0.5~3h。

如上所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，步骤（1）中丝胶蛋白的相对分子质量为10万~40万。

如上所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，步骤（1）中硫氰酸钠水溶液的浓度为50~70wt%，丝胶蛋白水溶液中丝胶蛋白的浓度为3.1~5.6wt%。

如上所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，步骤（2）的混合液中，丝胶蛋白的含量为2.6~5.2wt%，丙烯腈的含量为7.8~11.4wt%，硫氰酸钠的含量为45~65wt%，第二聚合单体的含量为0.6~1.8wt%。

如上所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，步骤（3）中的混合体系中引发剂含量为0.0002~0.04 wt%，引发剂为过硫酸铵或亚硫酸氢钠与过硫酸铵复盐。

如上所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，步骤（3）中接枝共聚的时间为2~8h。

如上所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，步骤（4）中纺丝原液的浓度（即纺丝原液中接枝共聚产物含量）为7.2~14.4wt%。

如上所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，步骤（5）中凝固浴为温度1~15℃、浓度5~15wt%的硫氰酸钠水溶液。

本发明的原理是：

现有技术采用蛋白质溶液与聚丙烯腈纺丝原液共混纺丝制备蛋白改性聚丙烯腈复合纤维的方法，蛋白质含量增加时，制备的蛋白改性聚丙烯腈复合纤维的断裂强度和断裂伸长率会降低。这是因为在该方法体系中，蛋白质溶液与聚丙烯腈纺丝原液只是物理层面的共混，蛋白质与聚丙烯腈相互之间不易相容，结合薄弱，在纺丝过程中容易脱落。随着蛋白含量的提高，蛋白改性聚丙烯腈复合纤维内部结构缺陷也会增加，因此断裂强度和断裂伸长都会降低。所以为了使复合纤维的强度能达到合理的水平，利用该方法制备的纤维，其蛋白质含量不得不限制在较低的水平。然而，蛋白质含量过低将无法充分发挥改性效果。

丝胶蛋白是一种球状蛋白，富含极性氨基酸序列，吸湿性极好。但由于其内部多为无定形区，结晶度低，水溶性很强，可成形性差。同时，脱胶后的丝胶蛋白往往会发生一定程度的降解，其物理结构也会发生改变，如在自然状态下容易发粘等。因而利用丝胶蛋白制备的纺丝原液可纺性能差，难以获得机械性能良好的纤维。

本发明以丝胶蛋白为骨架高分子，丙烯腈为第一聚合单体，羟丁基乙烯基醚或烯丙基缩水甘油醚为第二聚合单体，在硫氰酸钠水溶液中，在引发剂存在的条件下接枝共聚，制得纺丝原液，然后该纺丝原液经计量、喷丝、凝固、拉伸、上油、干燥致密化工序后得到丝胶接枝共聚丙烯腈纤维。

丝胶蛋白与丙烯腈以及第二单体接枝共聚后，其共聚物水溶性下降，发粘问题得以解决，纺丝原液可纺性提高。这是由于羟丁基乙烯基醚或烯丙基缩水甘油醚能够与丝胶蛋白上的羧基发生反应，将部分亲水的羧基变成疏水性侧基，减少丝胶蛋白表面极性基团的数量；该侧基在引发剂作用下可以产生自由基，与丙烯腈自由基链段结合，进一步提高疏水结构在共聚物中的占比。同时，丙烯腈均聚链段本身疏水，接枝于丝胶蛋白分子上可以降低其水溶性，故能使最终的共聚物不易发粘，具有良好的可纺性。

丝胶蛋白与丙烯腈以及第二单体接枝共聚后，其球状结构和结晶度得到改善，有利于后续纺丝加工。具体地，丙烯腈在其骨架大分子上的接枝存在均聚链段，可形成结晶区；羟丁基乙烯基醚或烯丙基缩水甘油醚能够与丝胶蛋白上的羧基发生反应，将部分羧基变成含有乙烯基的疏水侧基，该侧基在引发剂作用下可以产生自由基，与丙烯腈自由基链段结合，使丝胶蛋白共聚物中的结晶区增加；同时，由于存在空间效应，丙烯腈均聚链段多为头尾相接的链状结构，故反应后的共聚物不再是球状结构且结晶度较原先有较大提升。

本发明利用丝胶蛋白与丙烯腈以及羟丁基乙烯基醚或烯丙基缩水甘油醚接枝共聚制得纺丝原液，然后经过纺丝加工工艺得到丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维。由于丝胶蛋白与丙烯腈是通过聚合反应形成的化学键结合在一起的，且丝胶蛋白相对分子质量远高于常规聚丙烯腈（丝胶相对分子质量10~40万，聚丙烯腈相对分子质量约5万），所得共聚物中蛋白质与丙烯腈连接牢固，蛋白含量和相对分子质量较高，故纤维的吸湿性、断裂强度和断裂伸长得到明显提高（回潮率>7%，断裂强度>3.6cN·dtex^-1，断裂伸长>30%）。从分子量角度来说，同样蛋白引入量下，相对分子质量小的蛋白质，其共聚物分子量较低，蛋白端基数量较多，经过纺丝制成纤维后容易引起的结构缺陷较多；相对分子质量大的蛋白质，其共聚物分子量较高，蛋白端基数量较少，经过纺丝制成纤维后结构缺陷会明显减少，因此所得纤维的断裂强度和断裂伸长较高。同时，在接枝共聚反应中，相同条件下，相对分子质量大的蛋白质接枝的概率较高，因此所得共聚物的蛋白含量较高，所得纤维吸湿性较好。

有益效果

本发明的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，充分利用资源，将丝胶蛋白变废为宝，扩大了丝胶蛋白在纺织纤维领域的应用，为纺织工业提供了一种具有高吸湿性，高断裂强度和断裂伸长的含蛋白纤维的制备途径。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。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。

具体实施方式中涉及的测试方法如下：

断裂强度：EN ISO 5079-1995标准；

断裂伸长：EN ISO 5079-1995标准；

回潮率：GB/T 6503-2017标准；

丝胶蛋白分子量：SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法，JIS K3838-1995标准。

实施例1

一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，具体步骤如下：

（1）在50℃下，将相对分子质量为30万的丝胶蛋白溶于浓度为53wt%的硫氰酸钠水溶液中1.5h，得到丝胶蛋白浓度为4.1wt%丝胶蛋白水溶液；

（2）向丝胶蛋白水溶液中加入去离子水、丙烯腈以及羟丁基乙烯基醚，配成混合液；混合液中，丝胶蛋白的含量为3.7wt%，丙烯腈的含量为10.3wt%，硫氰酸钠的含量为50wt%，羟丁基乙烯基醚的含量为1.33wt%；

（3）调节步骤（2）中混合液的pH为6.8，温度为40℃，向其中加入质量比为1:1的亚硫酸氢钠与过硫酸铵复盐，在恒温搅拌条件下进行接枝共聚4h，得到接枝共聚产物；混合体系中亚硫酸氢钠与过硫酸铵复盐的含量为0.01 wt%；

（4）将接枝共聚产物进行脱单体、混合、过滤、脱泡、调温操作，得到浓度为13.48wt%的纺丝原液；

（5）将步骤（4）得到的纺丝原液用计量泵压入，经喷丝板喷出，进入温度6℃、浓度13.5wt%的硫氰酸钠水溶液中凝固成形，得到初生纤维；其中，喷丝板孔数为30，孔径为0.08mm；

其中，预拉伸是在温度49℃、浓度3.1wt%的硫氰酸钠水溶液中进行拉伸，拉伸倍数为1.6；水洗的温度为52℃，pH为5.8；拉伸是在温度98℃的水浴中进行拉伸，拉伸倍数为8.5倍；干燥致密化为干燥的温度为110℃，时间为16min。

制得的丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维中丝胶蛋白含量为25wt%，丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维的断裂强度为4.13 cN·dtex^-1，断裂伸长为49%，回潮率为9.84%。

实施例2

一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，具体步骤如下：

（1）在55℃下，将相对分子质量为28万的丝胶蛋白溶于浓度为55wt%的硫氰酸钠水溶液中1.5h，得到丝胶蛋白浓度为3.9wt%丝胶蛋白水溶液；

（2）向丝胶蛋白水溶液中加入去离子水、丙烯腈以及羟丁基乙烯基醚，配成混合液；混合液中，丝胶蛋白的含量为3.4wt%，丙烯腈的含量为10.6wt%，硫氰酸钠的含量为50wt%，羟丁基乙烯基醚的含量为1.3wt%；

（3）调节步骤（2）中混合液的pH为6.8，温度为40℃，向其中加入质量比为1:1的亚硫酸氢钠与过硫酸铵复盐，在恒温搅拌条件下进行接枝共聚5h，得到接枝共聚产物；混合体系中亚硫酸氢钠与过硫酸铵复盐的含量为0.02 wt%；

（4）将接枝共聚产物进行脱单体、混合、过滤、脱泡、调温操作，得到浓度为13.5wt%的纺丝原液；

（5）将步骤（4）得到的纺丝原液用计量泵压入，经喷丝板喷出，进入温度8℃、浓度13.6wt%的硫氰酸钠水溶液中凝固成形，得到初生纤维；其中，喷丝板孔数为30，孔径为0.08mm；

其中，预拉伸是在温度50℃、浓度3.3wt%的硫氰酸钠水溶液中进行拉伸，拉伸倍数为1.8；水洗的温度为52℃，pH为6；拉伸是在温度98.5℃的水浴中进行拉伸，拉伸倍数为8.3倍；干燥致密化为干燥的温度为115℃，时间为13min。

制得的丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维中丝胶蛋白含量为23wt%，丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维的断裂强度为4.01 cN·dtex^-1，断裂伸长为47%，回潮率为9.52%。

实施例3

一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，具体步骤如下：

（1）在60℃下，将相对分子质量为25万的丝胶蛋白溶于浓度为57wt%的硫氰酸钠水溶液中1.5h，得到丝胶蛋白浓度为3.5wt%丝胶蛋白水溶液；

（2）向丝胶蛋白水溶液中加入去离子水、丙烯腈以及羟丁基乙烯基醚，配成混合液；混合液中，丝胶蛋白的含量为3.1wt%，丙烯腈的含量为10.9wt%，硫氰酸钠的含量为50wt%，羟丁基乙烯基醚的含量为1.3wt%；

（3）调节步骤（2）中混合液的pH为6.8，温度为40℃，向其中加入质量比为1:1的亚硫酸氢钠与过硫酸铵复盐，在恒温搅拌条件下进行接枝共聚6h，得到接枝共聚产物；混合体系中亚硫酸氢钠与过硫酸铵复盐的含量为0.03 wt%；

（4）将接枝共聚产物进行脱单体、混合、过滤、脱泡、调温操作，得到浓度为13.51wt%的纺丝原液；

（5）将步骤（4）得到的纺丝原液用计量泵压入，经喷丝板喷出，进入温度10℃、浓度13.8wt%的硫氰酸钠水溶液中凝固成形，得到初生纤维；其中，喷丝板孔数为30，孔径为0.08mm；

其中，预拉伸是在温度52℃、浓度3.8wt%的硫氰酸钠水溶液中进行拉伸，拉伸倍数为2.1；水洗的温度为52℃，pH为6.1；拉伸是在温度99℃的水浴中进行拉伸，拉伸倍数为7.9倍；干燥致密化为干燥的温度为120℃，时间为11min。

制得的丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维中丝胶蛋白含量为20.5wt%，丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维的断裂强度为3.87 cN·dtex^-1，断裂伸长为42%，回潮率为8.8%。

实施例4

一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，具体步骤如下：

（1）在50℃下，将相对分子质量为23万的丝胶蛋白溶于浓度为53wt%的硫氰酸钠水溶液中1.5h，得到丝胶蛋白浓度为3wt%丝胶蛋白水溶液；

（2）向丝胶蛋白水溶液中加入去离子水、丙烯腈以及烯丙基缩水甘油醚，配成混合液；混合液中，丝胶蛋白的含量为2.7wt%，丙烯腈的含量为11.3wt%，硫氰酸钠的含量为50wt%，烯丙基缩水甘油醚的含量为1.1wt%；

（3）调节步骤（2）中混合液的pH为7，温度为70℃，向其中加入过硫酸铵，在恒温搅拌条件下进行接枝共聚4h，得到接枝共聚产物；混合体系中过硫酸铵含量为0.004 wt%；

其中，预拉伸是在温度49℃、浓度3wt%的硫氰酸钠水溶液中进行拉伸，拉伸倍数为1.6；水洗的温度为52℃，pH为5.8；拉伸是在温度98℃的水浴中进行拉伸，拉伸倍数为8.5倍；干燥致密化为干燥的温度为110℃，时间为16min。

制得的丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维中丝胶蛋白含量为17.1wt%，丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维的断裂强度为3.71 cN·dtex^-1，断裂伸长为35%，回潮率为7.5%。

实施例5

一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，具体步骤如下：

（1）在55℃下，将相对分子质量为25万的丝胶蛋白溶于浓度为55wt%的硫氰酸钠水溶液中1.5h，得到丝胶蛋白浓度为3.3wt%丝胶蛋白水溶液；

（2）向丝胶蛋白水溶液中加入去离子水、丙烯腈以及烯丙基缩水甘油醚，配成混合液；混合液中，丝胶蛋白的含量为2.9wt%，丙烯腈的含量为11.1wt%，硫氰酸钠的含量为50wt%，烯丙基缩水甘油醚的含量为1.2wt%；

（3）调节步骤（2）中混合液的pH为7，温度为70℃，向其中加入过硫酸铵，在恒温搅拌条件下进行接枝共聚5h，得到接枝共聚产物；混合体系中过硫酸铵含量为0.006 wt%；

制得的丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维中丝胶蛋白含量为18.9wt%，丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维的断裂强度为3.83 cN·dtex^-1，断裂伸长为38%，回潮率为8.1%。

实施例6

一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，具体步骤如下：

（1）在60℃下，将相对分子质量为28万的丝胶蛋白溶于浓度为57wt%的硫氰酸钠水溶液中1.5h，得到丝胶蛋白浓度为3.5wt%丝胶蛋白水溶液；

（2）向丝胶蛋白水溶液中加入去离子水、丙烯腈以及烯丙基缩水甘油醚，配成混合液；混合液中，丝胶蛋白的含量为3.2wt%，丙烯腈的含量为10.8wt%，硫氰酸钠的含量为50wt%，烯丙基缩水甘油醚的含量为1.28wt%；

（3）调节步骤（2）中混合液的pH为7，温度为70℃，向其中加入过硫酸铵，在恒温搅拌条件下进行接枝共聚6h，得到接枝共聚产物；混合体系中过硫酸铵含量为0.008 wt%；

制得的丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维中丝胶蛋白含量为21wt%，丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维的断裂强度为3.98 cN·dtex^-1，断裂伸长为45%，回潮率为9.01%。

Claims

1.一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于：首先在引发剂以及加热条件下，将丝胶蛋白与丙烯腈单体以及第二聚合单体进行接枝共聚得到纺丝原液，然后利用纺丝原液通过湿法纺丝工艺制得丝胶接枝共聚丙烯腈纤维；

第二聚合单体为羟丁基乙烯基醚或烯丙基缩水甘油醚；

丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维中丝胶蛋白含量不低于15wt%；丝胶蛋白接枝共聚丙烯腈纤维的断裂强度>3.6 cN·dtex^-1，断裂伸长>30%，回潮率>7%。

2.根据权利要求1所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（5）将步骤（4）得到的纺丝原液用计量泵压入，经喷丝板喷出，进入凝固浴中凝固成形，得到初生纤维；

（6）将初生纤维进行预拉伸、水洗、拉伸、上油、干燥致密化工序得到丝胶接枝共聚丙烯腈纤维。

3.根据权利要求2所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）中溶解温度为40~60℃，溶解时间为0.5~3h。

4.根据权利要求2所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）中丝胶蛋白的相对分子质量为10万~40万。

5.根据权利要求2所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，步骤（1）中硫氰酸钠水溶液的浓度为50~70wt%，丝胶蛋白水溶液中丝胶蛋白的浓度为3.1~5.6wt%。

6.根据权利要求2所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，步骤（2）的混合液中，丝胶蛋白的含量为2.6~5.2wt%，丙烯腈的含量为7.8~11.4wt%，硫氰酸钠的含量为45~65wt%，第二聚合单体的含量为0.6~1.8wt%。

7.根据权利要求2所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，步骤（3）中的混合体系中引发剂含量为0.0002~0.04 wt%，引发剂为过硫酸铵或亚硫酸氢钠与过硫酸铵复盐。

8.根据权利要求2所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，步骤（3）中接枝共聚的时间为2~8h。

9.根据权利要求2所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，步骤（4）中纺丝原液的浓度为7.2~14.4wt%。

10.根据权利要求2所述的一种丝胶接枝共聚丙烯腈纤维的制备方法，其特征在于，步骤（5）中凝固浴为温度1~15℃、浓度5~15wt%的硫氰酸钠水溶液。