一种三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维

摘要

本发明提供一种三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维呈三明治结构分布，纳米级二硫化钼为蚕蛹蛋白纤维的芯层，天然纤维素粘胶为蚕蛹蛋白纤维的中间层，蛹酪素蚕蛹蛋白为蚕蛹蛋白纤维的皮层，具体的制备步骤为：(1)将蚕蛹经回流萃取脱脂、蒸馏法脱色、微生物法脱臭和稀碱脱甲壳素工艺后，得到蚕蛹蛋白，即蛹酪素蛋白，(2)将提取的蛹酪素蛋白溶于氢氧化钠稀碱溶液，加热搅拌至完全溶解，过滤去除杂质，然后与天然纤维素高聚物混合均匀，得到处理液，(3)将二硫化钼纤维浸渍于处理液中，取出去除表面多余的处理液，经凝固处理，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。本发明制备的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维的制备方法简便，制备的纤维功能性强大，手感好，机械强度好，可应用于纺织和电池领域，扩大了二硫化钼的应用领域。

说明书

技术领域：

本发明属于纺织材料技术领域，具体涉及一种三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。

背景技术：

再生蛋白质纤维本从天然牛乳或织物中提炼出的蛋白质溶液与高分子化合物经过物理共混或化学共聚而值得的一种新型纤维，以其优良的物理性和环境友好的特性越发受到人们的青睐。蚕蛹蛋白纤维本将蚕蛹蛋白提纯配制成溶液按与例与粘胶共混，结合湿法纺丝技术形成具有皮芯结构的含蛋白纤维，其中蛋白质主要分布于纤维的表面形成皮层。因此蚕蛹蛋白纤维兼具真丝和粘胶纤维的优良特性，透气舒爽、手感光滑、保健性能好。

二维超薄半导体纳米片具有宏观上的超薄性、透明性、柔韧性和微观上优异的电学、磁学和光学性能，在众多二维超薄半导体纳米片中，二硫化钼纳米片属于六方晶系，本典型的过渡族金属硫化物，具有与石墨烯类似的层片状结构，具有高载流子迁移率、可调的载流子类型以及高开关与等优异的电学性质，具有抗磁性，能够呈与P型或者N型导电性能的半导体及线性光电导体，具有换能和整流的作用。二硫化钼的层内本由很强的Mo-S和Mo-Mo共价键键合，层间本S-S间较弱的范德华力，每个MoS2层本由两个S原子层中间夹着一个Mo原子，形成类似三明治结构，并且沿着c轴进行堆叠，形成三棱锥结构。因此，二硫化钼的层间结合紧密，层与层间容易剥离，使得二硫化钼具有极低的摩擦系数，并且因为S原子都金属的表面有很强的吸附力，能始终吸附于金属的表面形成一层润滑膜，具有润滑的作用，纳米级的二硫化钼的抗磨和减磨性能加倍提高。

目前将二硫化钼运用于改性蚕蛹蛋白纤维的研究还十分少见，但将二硫化钼运用于纤维中的研究与对较多。中国专利CN102115923B(公开日2011.7.6)公开的一种二硫化钼纳米纤维的制备方法，将四硫代钼酸铵溶解于聚乙烯溶液中得到电纺液，经静电纺丝技术形成纤维毡，然后于氢气氛围中烧结得到二硫化钼纳米纤维。由上述与有技术可知，将二硫化钼运用于蚕蛹蛋白纤维中具备一定的可行性。

发明内容：

本发明要解本的技术本本本提供一种三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维，将从蚕蛹中提纯的蛹酪素蛋白溶于稀碱溶液，并与纤维素高聚物混合形成处理液，将二硫化钼纤维浸渍于处理液中，经凝固处理后，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。本发明制备的蚕蛹蛋白纤维中含有二硫化钼，保留了二硫化钼的优异性能，增加了二硫化钼纤维的机械性能，而且服用性、保健性、环保型俱佳，扩大了二硫化钼的应用领域。

为解本上述技术本本，本发明的技术方案本：

一种三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维，其特征在于，所述三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维呈三明治结构分布，所述三明治结构依次包括二硫化钼、粘胶和蚕蛹蛋白，所述二硫化钼为蚕蛹蛋白纤维的芯层，所述粘胶为蚕蛹蛋白纤维的中间层，所述蚕蛹蛋白为蚕蛹蛋白纤维的皮层，所述二硫化钼为纳米级二硫化钼，所述粘胶包括天然纤维素，所述蚕蛹蛋白为从蚕蛹中提纯的蛹酪素蛋白。

优选地，所述三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维的组分，按重量份计，二硫化钼1-5份，蚕蛹蛋白10-40份，天然纤维素60-90份。

优选地，所述的一种三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维的制备方法，包括以下步骤：

(1)将蚕蛹经回流萃取脱脂、蒸馏法脱色、微生物法脱臭和稀碱脱甲壳素工艺后，得到蚕蛹蛋白，即蛹酪素蛋白；

(2)将步骤(1)提取的蛹酪素蛋白溶于氢氧化钠稀碱溶液，加热搅拌至完全溶解，过滤去除杂质，然后与天然纤维素高聚物混合均匀，得到处理液；

(3)将二硫化钼纤维浸渍于步骤(2)制备处理液中，取出去除表面多余的处理液，经凝固处理，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。

其中，优选地，所述步骤(2)中，氢氧化钠稀碱溶液的浓度为3-5％，PH值为7.6-8.2。

优选地，所述步骤(2)中，加热搅拌的温度为80-95℃，时间为30-120min。

优选地，所述步骤(2)中，处理液的粘度为20000-100000mPa*s。

优选地，所述步骤(3)中，浸渍的温度为60-70℃，浸渍的时间为5-20min。

优选地，所述步骤(3)中，凝固处理为凝固液处理。

优选地，所述凝固液的组分包括硫酸、硫酸锌、硫酸钠和表面活性剂，凝固浴的温度为55℃。

与与有技术与与，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明制备的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维的结构为三明治结构，芯层为二硫化钼，中间层为粘胶，皮层为蚕蛹蛋白，蚕蛹蛋白作为皮层保证纤维的舒适性，粘胶做中间层保证纤维的机械强度，二硫化钼作为芯层保证纤维的多功能。

(2)本发明采用的粘胶纤维的凝固液对蚕蛹蛋白和天然纤维素进行不同速度的凝固和再生，凝固液中的硫酸锌和硫酸钠与纤维素磺酸酯作用形成纤维素磺酸锌和纤维素磺酸钠，两者的分解再生速度不同，促使形成不同的微结构，提高纤维素的断裂强度和拉伸强度，而且纤维素可以与蚕蛹蛋白中的氨基酸发生交联，使蛋白质牢固的结合在纤维素表面。

(3)本发明制备的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维的制备方法简便，制备的纤维功能性强大，手感好，机械强度好，扩大了二硫化钼的应用领域。

具体实施方式：

下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

(1)将蚕蛹经回流萃取脱脂、蒸馏法脱色、微生物法脱臭和稀碱脱甲壳素工艺后，得到蚕蛹蛋白，即蛹酪素蛋白。

(2)将10份提取的蛹酪素蛋白溶于50份PH值为7.6的3％的氢氧化钠稀碱溶液，80℃加热搅拌30min至完全溶解，过滤去除杂质，然后与60份的天然纤维素高聚物混合均匀，得到粘度为20000mPa*s的处理液。

(3)将1份的二硫化钼纤维在60℃下浸渍于处理液中5min，取出去除表面多余的处理液，在55℃下经43g/L的硫酸、6g/L的硫酸锌、134g/L的硫酸钠和20g/L的表面活性剂凝固处理，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。

实施例2：

(1)将蚕蛹经回流萃取脱脂、蒸馏法脱色、微生物法脱臭和稀碱脱甲壳素工艺后，得到蚕蛹蛋白，即蛹酪素蛋白。

(2)将40份提取的蛹酪素蛋白溶于75份PH值为8.2的5％的氢氧化钠稀碱溶液，95℃加热搅拌120min至完全溶解，过滤去除杂质，然后与90份的天然纤维素高聚物混合均匀，得到粘度为100000mPa*s的处理液。

(3)将5份的二硫化钼纤维在70℃下浸渍于处理液中20min，取出去除表面多余的处理液，在55℃下经56g/L的硫酸、20g/L的硫酸锌、134g/L的硫酸钠和20g/L的表面活性剂凝固处理，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。

实施例3：

(1)将蚕蛹经回流萃取脱脂、蒸馏法脱色、微生物法脱臭和稀碱脱甲壳素工艺后，得到蚕蛹蛋白，即蛹酪素蛋白。

(2)将30份提取的蛹酪素蛋白溶于60份PH值为8.0的3.7％的氢氧化钠稀碱溶液，85℃加热搅拌60min至完全溶解，过滤去除杂质，然后与70份的天然纤维素高聚物混合均匀，得到粘度为80000mPa*s的处理液。

(3)将3份的二硫化钼纤维在65℃下浸渍于处理液中10min，取出去除表面多余的处理液，在55℃下经51g/L的硫酸、17g/L的硫酸锌、124g/L的硫酸钠和13g/L的表面活性剂凝固处理，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。

实施例4：

(1)将蚕蛹经回流萃取脱脂、蒸馏法脱色、微生物法脱臭和稀碱脱甲壳素工艺后，得到蚕蛹蛋白，即蛹酪素蛋白。

(2)将25份提取的蛹酪素蛋白溶于50份PH值为8.1的4％的氢氧化钠稀碱溶液，90℃加热搅拌60min至完全溶解，过滤去除杂质，然后与80份的天然纤维素高聚物混合均匀，得到粘度为85000mPa*s的处理液。

(3)将5份的二硫化钼纤维在70℃下浸渍于处理液中15min，取出去除表面多余的处理液，在55℃下经47g/L的硫酸、12g/L的硫酸锌、112g/L的硫酸钠和13g/L的表面活性剂凝固处理，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。

实施例5：

(1)将蚕蛹经回流萃取脱脂、蒸馏法脱色、微生物法脱臭和稀碱脱甲壳素工艺后，得到蚕蛹蛋白，即蛹酪素蛋白。

(2)将15份提取的蛹酪素蛋白溶于50份PH值为7.8的3.5％的氢氧化钠稀碱溶液，85℃加热搅拌75min至完全溶解，过滤去除杂质，然后与75份的天然纤维素高聚物混合均匀，得到粘度为690000mPa*s的处理液。

(3)将3份的二硫化钼纤维在60℃下浸渍于处理液中20min，取出去除表面多余的处理液，在55℃下经49g/L的硫酸、13g/L的硫酸锌、124g/L的硫酸钠和14g/L的表面活性剂凝固处理，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。

实施例6：

(1)将蚕蛹经回流萃取脱脂、蒸馏法脱色、微生物法脱臭和稀碱脱甲壳素工艺后，得到蚕蛹蛋白，即蛹酪素蛋白。

(2)将40份提取的蛹酪素蛋白溶于80份PH值为8.2的5％的氢氧化钠稀碱溶液，90℃加热搅拌80min至完全溶解，过滤去除杂质，然后与80份的天然纤维素高聚物混合均匀，得到粘度为840000mPa*s的处理液。

(3)将2份的二硫化钼纤维在60℃下浸渍于处理液中15min，取出去除表面多余的处理液，在55℃下经43g/L的硫酸、20g/L的硫酸锌、134g/L的硫酸钠和10g/L的表面活性剂凝固处理，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。

实施例7：

(1)将蚕蛹经回流萃取脱脂、蒸馏法脱色、微生物法脱臭和稀碱脱甲壳素工艺后，得到蚕蛹蛋白，即蛹酪素蛋白。

(2)将25份提取的蛹酪素蛋白溶于60份PH值为7.8的3.5％的氢氧化钠稀碱溶液，80℃加热搅拌70min至完全溶解，过滤去除杂质，然后与85份的天然纤维素高聚物混合均匀，得到粘度为640000mPa*s的处理液。

(3)将5份的二硫化钼纤维在65℃下浸渍于处理液中10min，取出去除表面多余的处理液，在55℃下经56g/L的硫酸、6g/L的硫酸锌、107g/L的硫酸钠和10g/L的表面活性剂凝固处理，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。

实施例8：

(1)将蚕蛹经回流萃取脱脂、蒸馏法脱色、微生物法脱臭和稀碱脱甲壳素工艺后，得到蚕蛹蛋白，即蛹酪素蛋白。

(2)将40份提取的蛹酪素蛋白溶于85份PH值为7.6的3％的氢氧化钠稀碱溶液，90℃加热搅拌70min至完全溶解，过滤去除杂质，然后与75份的天然纤维素高聚物混合均匀，得到粘度为870000mPa*s的处理液。

(3)将4份的二硫化钼纤维在70℃下浸渍于处理液中15min，取出去除表面多余的处理液，在55℃下经56g/L的硫酸、15g/L的硫酸锌、121g/L的硫酸钠和14g/L的表面活性剂凝固处理，得到三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维。

经检测，实施例1-8制备的三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维的断裂强度、断裂伸长率的结果如下所示：

由上表可见，本发明制备的三明治形式的二硫化钼/蚕蛹蛋白纤维的机械强度好，可用于纺织领域或者电池领域，拓宽了二硫化钼的使用范围。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。