CN107880543A - 一种生物基尼龙面料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物基尼龙面料，涉及纺织领域，包括按重量份数计的如下成分：生物基尼龙颗粒105‑120份、竹纤维粉末25‑35份、玉米纤维粉末35‑45份、环保抗氧化剂5‑8份、环保阻燃剂10‑15份；生物基尼龙颗粒由生物基戊二胺和石油基己二酸聚合而成；竹纤维粉末为竹纤维研磨成的粒径为5‑15μm的粉末；玉米纤维粉末为玉米纤维研磨成的粒径为15‑20μm的粉末。该生物基尼龙面料具有吸水、柔软、耐磨等性能，可用于针织内、外衣面料的生产。以生物基尼龙为原料，可以再生且环保，原料资源丰富，并具有诸多优越的性能。

Description

一种生物基尼龙面料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及纺织领域，特别是涉及一种生物基尼龙面料及其制备工艺。

背景技术

聚酰胺纤维的研究始于20世纪30年代末，是世界上最早实现工业化生产的合成纤维，该纤维最早应用于纺织领域的是丝袜，其单丝细、强度高的特点使得该产品风靡一时。随后聚酰胺纤维应用到降落伞、军服等军工产品及服装、地毯、渔网等领域。生物基材料是利用可再生物质如秸秆等农林废弃物、沼气、生物柴油、生物塑料等为原料进行生物、物理或化学处理的新型材料。生物及材料环保、循环可再生的特点符合当代对生态环境的要求，因此具有很好的市场发展前景。

针织产品因其较好的弹性、延伸性、舒适性被广泛地应用于内衣、外衣等面料。随着人们对生态、环保、舒适性等方面的需要，针织物的原料趋于多元化。如今随着生态环保观念的引入，生物基纤维原料不断涌入针织行业，如生物基PDT聚酯针织珠地网眼面料的开发、生物基PPT绒类面料、泳装等产品的开发等。生物基纤维的生态环保特性与针织物较好的弹性舒适性结合，使得产品更具有市场，然而目前对于生物基尼龙在针织面料应用的相关研究和报道还很少。

发明内容

本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种生物基尼龙面料，具有较好的力学性能和吸水性能，耐磨、柔软，同时满足生态环保要求。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种生物基尼龙面料，包括按重量份数计的如下成分：生物基尼龙颗粒105-120份、竹纤维粉末25-35份、玉米纤维粉末35-45份、环保抗氧化剂5-8份、环保阻燃剂10-15份；

生物基尼龙颗粒由生物基戊二胺和石油基己二酸聚合而成；

竹纤维粉末为竹纤维研磨成的粒径为5-15μm的粉末；

玉米纤维粉末为玉米纤维研磨成的粒径为15-20μm的粉末。

技术效果：本发明提供一种生物基尼龙面料，具有吸水、柔软、耐磨等性能，可用于针织内、外衣面料的生产。以生物基尼龙为原料，可以再生且环保，原料资源丰富，并具有诸多优越的性能。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，生物基尼龙颗粒按如下步骤制成：

将大肠杆菌中cad A基因进行PCR扩增，然后连入到pUC18中，将质粒转入宿主菌大肠JM109菌株中，利用卡那霉素筛选出转化子；

将E.coli JM109pcad A菌株在培养基中进行培养，种子液接入培养基中，在发酵罐中进行培养；

经培养，培养物转入发酵罐中继续培养，培养之后加入IPTG诱导，再继续培养；培养结束后经离心来收集菌体，可得到湿菌体，再将底物和湿菌体加入到反应器中进行转化反应，并不断向其中流加石油基己二酸；

反应液离心除去菌体，在上清液中加入活性炭，并在20℃下搅拌进行脱色，然后过滤除去活性炭，滤液再减压浓缩；

在4℃冰箱中冷却析出晶体，离心收集晶体，于减压干燥器中干燥4-6天；

将所得干燥的晶体进行聚合反应，将产物烘干、切粒得到生产生物基尼龙颗粒。

前所述的一种生物基尼龙面料，生物基尼龙颗粒按如下步骤制成：

将发酵液中的细胞组分除去，碱化发酵液至PH＞11；

将发酵液加热到90-110℃下，使乙酰基-DAP进行水解；

加热发酵液至135℃，选用偶极质子性有机溶剂进行萃取；

从工业发酵肉汤中经过分离、絮凝、过滤去除细胞，然后加入氢氧化钠调节PH＞12；

加热发酵肉汤进行水解，再使用正丁醇进行萃取得到戊二胺粗品，并利用酸沉淀法或蒸馏法进行纯化；

纯化后的戊二胺与石油基己二酸进行聚合反应，将产物烘干、切粒得到生物基尼龙颗粒。

前所述的一种生物基尼龙面料，环保抗氧化剂包括抗氧剂DTBHQ、抗氧剂4010NA、抗氧剂1010中的一种或多种。

前所述的一种生物基尼龙面料，环保阻燃剂包括磷系阻燃剂、磷氮系阻燃剂、氢氧化物阻燃剂中的一种或多种。

本发明的另一目的在于提供用于上述方案所述的一种生物基尼龙面料的制备工艺，包括以下步骤：

S1、将生物基尼龙颗粒、环保抗氧化剂、环保阻燃剂加热至熔融并混合搅拌均匀；

S2、加入竹纤维粉末和玉米纤维粉末，超声分散均匀并浸泡30-40min，过滤并在室温下干燥12-15h，得混合物；

S3、将混合物投入到螺杆挤出机中230-260℃熔融，再经270-310℃纺丝后冷却得到初成品；

S4、冷却后的初成品再上油、拉伸、卷绕得到成品。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的生物基面料具有良好的拉伸性能、撕裂性能、耐磨性能，同时具有透气、柔软、悬垂性及吸湿性良好的优点，能够较好地替代尼龙6系产品；

(2)本发明的生物基面料在服用方面综合指标很高，且生物基尼龙面料本身具有一定的抗菌性能，因此可应用于内衣、T恤等夏季贴身衣物和外衣，具有良好的市场前景；

(3)本发明在生物基尼龙颗粒原料中加入竹纤维粉末和玉米纤维粉末，进一步改善生物基面料的综合性能，使其优点更突出；

(4)本发明大大减少了各类添加剂、助剂的使用，对环境更加友好。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供的一种生物基尼龙颗粒，按如下步骤制成：

将大肠杆菌中cad A基因进行PCR扩增，然后连入到pUC18中，将质粒转入宿主菌大肠JM109菌株中，利用卡那霉素筛选出转化子；

将E.coli JM109pcad A菌株在培养基中进行培养，种子液接入培养基中，在发酵罐中进行培养；

经培养，培养物转入发酵罐中继续培养，培养之后加入IPTG诱导，再继续培养；培养结束后经离心来收集菌体，可得到湿菌体，再将底物和湿菌体加入到反应器中进行转化反应，并不断向其中流加石油基己二酸；

反应液离心除去菌体，在上清液中加入活性炭，并在20℃下搅拌进行脱色，然后过滤除去活性炭，滤液再减压浓缩；

在4℃冰箱中冷却析出晶体，离心收集晶体，于减压干燥器中干燥4-6天；

将所得干燥的晶体进行聚合反应，将产物烘干、切粒得到生产生物基尼龙颗粒。

实施例2

本实施例提供的一种生物基尼龙颗粒，按如下步骤制成：

将发酵液中的细胞组分除去，碱化发酵液至PH＞11；

将发酵液加热到90-110℃下，使乙酰基-DAP进行水解；

加热发酵液至135℃，选用偶极质子性有机溶剂进行萃取；

从工业发酵肉汤中经过分离、絮凝、过滤去除细胞，然后加入氢氧化钠调节PH＞12；

加热发酵肉汤进行水解，再使用正丁醇进行萃取得到戊二胺粗品，并利用酸沉淀法或蒸馏法进行纯化；

纯化后的戊二胺与石油基己二酸进行聚合反应，将产物烘干、切粒得到生物基尼龙颗粒。

实施例3

以实施例1制得的生物基尼龙颗粒为原料，按如下步骤制备生物基尼龙面料：

S1、将10.5kg生物基尼龙颗粒、0.5kg抗氧剂DTBHQ、1kg磷氮系阻燃剂加热至熔融并混合搅拌均匀；

S2、加入2.5kg的5μm竹纤维粉末和3.5kg的15μm玉米纤维粉末，超声分散均匀并浸泡30min，过滤并在室温下干燥12h，得混合物；

S3、将混合物投入到螺杆挤出机中230℃熔融，再经270℃纺丝后冷却得到初成品；

S4、冷却后的初成品再上油、拉伸、卷绕得到成品。

实施例4

以实施例1制得的生物基尼龙颗粒为原料，按如下步骤制备生物基尼龙面料：

S1、将12kg生物基尼龙颗粒、0.8kg抗氧剂DTBHQ、1.5kg磷氮系阻燃剂加热至熔融并混合搅拌均匀；

S2、加入3.5kg的15μm的竹纤维粉末和4.5kg的20μm玉米纤维粉末，超声分散均匀并浸泡40min，过滤并在室温下干燥15h，得混合物；

S3、将混合物投入到螺杆挤出机中260℃熔融，再经310℃纺丝后冷却得到初成品；

S4、冷却后的初成品再上油、拉伸、卷绕得到成品。

实施例5

以实施例2制得的生物基尼龙颗粒为原料，按如下步骤制备生物基尼龙面料：

S1、将10.5kg生物基尼龙颗粒、0.5kg抗氧剂DTBHQ、1kg磷氮系阻燃剂加热至熔融并混合搅拌均匀；

S2、加入2.5kg的5μm竹纤维粉末和3.5kg的15μm玉米纤维粉末，超声分散均匀并浸泡30min，过滤并在室温下干燥12h，得混合物；

S3、将混合物投入到螺杆挤出机中230℃熔融，再经270℃纺丝后冷却得到初成品；

S4、冷却后的初成品再上油、拉伸、卷绕得到成品。

实施例6

以实施例2制得的生物基尼龙颗粒为原料，按如下步骤制备生物基尼龙面料：

S1、将12kg生物基尼龙颗粒、0.8kg抗氧剂DTBHQ、1.5kg磷氮系阻燃剂加热至熔融并混合搅拌均匀；

S2、加入3.5kg的15μm的竹纤维粉末和4.5kg的20μm玉米纤维粉末，超声分散均匀并浸泡40min，过滤并在室温下干燥15h，得混合物；

S3、将混合物投入到螺杆挤出机中260℃熔融，再经310℃纺丝后冷却得到初成品；

S4、冷却后的初成品再上油、拉伸、卷绕得到成品。

以实施例3-实施例6制备的生物基尼龙面料以及市售普通尼龙面料为试样，测试各项性能，结果如下表：

由上表可知，本发明制备的生物基尼龙面料的悬垂性、拉升性能、透气性、耐磨性及吸湿性均优于市售普通尼龙面料，尤其是本发明采用菌种法制备的生物基尼龙面料的综合性能更加突出。因此，采用本发明的方法制得的生物基尼龙面料具有优良的综合性能，且更加环保。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种生物基尼龙面料，其特征在于，包括按重量份数计的如下成分：生物基尼龙颗粒105-120份、竹纤维粉末25-35份、玉米纤维粉末35-45份、环保抗氧化剂5-8份、环保阻燃剂10-15份；

所述生物基尼龙颗粒由生物基戊二胺和石油基己二酸聚合而成；

所述竹纤维粉末为竹纤维研磨成的粒径为5-15μm的粉末；

所述玉米纤维粉末为玉米纤维研磨成的粒径为15-20μm的粉末。

2.根据权利要求1所述的一种生物基尼龙面料，其特征在于：所述生物基尼龙颗粒按如下步骤制成：

将大肠杆菌中cad A基因进行PCR扩增，然后连入到pUC18中，将质粒转入宿主菌大肠JM109菌株中，利用卡那霉素筛选出转化子；

将E.coli JM109 pcad A菌株在培养基中进行培养，种子液接入培养基中，在发酵罐中进行培养；

经培养，培养物转入发酵罐中继续培养，培养之后加入IPTG诱导，再继续培养；

培养结束后经离心来收集菌体，可得到湿菌体，再将底物和湿菌体加入到反应器中进行转化反应，并不断向其中流加石油基己二酸；

反应液离心除去菌体，在上清液中加入活性炭，并在20℃下搅拌进行脱色，然后过滤除去活性炭，滤液再减压浓缩；

在4℃冰箱中冷却析出晶体，离心收集晶体，于减压干燥器中干燥4-6天；

将所得干燥的晶体进行聚合反应，将产物烘干、切粒得到生产生物基尼龙颗粒。

3.根据权利要求1所述的一种生物基尼龙面料，其特征在于：所述生物基尼龙颗粒按如下步骤制成：

将发酵液中的细胞组分除去，碱化发酵液至PH＞11；

将发酵液加热到90-110℃下，使乙酰基-DAP进行水解；

加热发酵液至135℃，选用偶极质子性有机溶剂进行萃取；

从工业发酵肉汤中经过分离、絮凝、过滤去除细胞，然后加入氢氧化钠调节PH＞12；

加热发酵肉汤进行水解，再使用正丁醇进行萃取得到戊二胺粗品，并利用酸沉淀法或蒸馏法进行纯化；

纯化后的戊二胺与石油基己二酸进行聚合反应，将产物烘干、切粒得到生物基尼龙颗粒。

4.根据权利要求1所述的一种生物基尼龙面料，其特征在于：所述环保抗氧化剂包括抗氧剂DTBHQ、抗氧剂4010NA、抗氧剂1010中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种生物基尼龙面料，其特征在于：所述环保阻燃剂包括磷系阻燃剂、磷氮系阻燃剂、氢氧化物阻燃剂中的一种或多种。

6.用于如权利要求1所述的一种生物基尼龙面料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将生物基尼龙颗粒、环保抗氧化剂、环保阻燃剂加热至熔融并混合搅拌均匀；

S2、加入竹纤维粉末和玉米纤维粉末，超声分散均匀并浸泡30-40min，过滤并在室温下干燥12-15h，得混合物；

S3、将混合物投入到螺杆挤出机中230-260℃熔融，再经270-310℃纺丝后冷却得到初成品；

S4、冷却后的初成品再上油、拉伸、卷绕得到成品。