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CN113136637A - 水凝胶制蛛丝纤维及其制备方法 - Google Patents

水凝胶制蛛丝纤维及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水凝胶纤维领域，尤其是水凝胶制蛛丝纤维及其制备方法。所述水凝胶制蛛丝纤维的各原料的重量份数为：乙烯基三乙氧基硅烷5‑10份、水100‑120份、氢氧化钠1‑3份、聚赖氨酸纤维15‑26份、羧甲基纤维素5‑8份、己酸内酯12‑25份、海藻酸钠8‑15份。本发明的有益效果是：本申请通过乙烯基三乙氧基硅烷、水、氢氧化钠、聚赖氨酸纤维、羧甲基纤维素、己酸内酯、海藻酸钠的配比组合，调制制造出的水凝胶纤维丝，在性能上更加接近蜘蛛丝，从而实现了更好的延伸能力及抗拉强度。

Description

水凝胶制蛛丝纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及水凝胶纤维领域，尤其是水凝胶制蛛丝纤维及其制备方法。
背景技术
蜘蛛丝是一种天然的水凝胶纤维，具有特定的性能组合，即高强度，大延伸率和高阻尼能力，与其他纤维材料相比具有更高的韧性。但是现有的水凝胶制造而成的纤维丝性能距离天然蜘蛛丝的性能差异较大。
发明内容
为了解决背景技术中描述的现有技术的不足，本发明提供了一种水凝胶制蛛丝纤维及其制备方法。本申请通过乙烯基三乙氧基硅烷、水、氢氧化钠、聚赖氨酸纤维、羧甲基纤维素、己酸内酯、海藻酸钠的配比组合，调制制造出的水凝胶纤维丝，在性能上更加接近蜘蛛丝，从而实现了更好的延伸能力及抗拉强度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种水凝胶制蛛丝纤维，所述水凝胶纤维的各原料的重量份数为：
乙烯基三乙氧基硅烷5-10份、水100-120份、氢氧化钠1-3份、聚赖氨酸纤维15-26份、羧甲基纤维素5-8份、己酸内酯12-25份、海藻酸钠8-15份。
具体地，所述乙烯基三乙氧基硅烷5份、水100份、氢氧化钠1份、聚赖氨酸纤维15份、羧甲基纤维素5份、己酸内酯12份、海藻酸钠8份。
具体地，所述乙烯基三乙氧基硅烷10份、水120份、氢氧化钠3份、聚赖氨酸纤维26份、羧甲基纤维素8份、己酸内酯25份、海藻酸钠15份。
具体地，所述乙烯基三乙氧基硅烷8份、水115份、氢氧化钠12份、聚赖氨酸纤维19份、羧甲基纤维素7份、己酸内酯21份、海藻酸钠9份。
一种水凝胶制蛛丝纤维的制备方法，包括以下步骤：
a.将乙烯基三乙氧基硅烷、氢氧化钠、聚赖氨酸纤维按照配比放入到水中进行搅拌，搅拌均匀后形成溶液，搅拌转速为200-400rpm，时间为30-50min；
b.然后在溶液中放入海藻酸钠、羧甲基纤维素、己酸内酯按照配比进行搅拌，搅拌均匀后形成水凝胶液料，搅拌转速为300-500rpm，时间为50-60min；
c.接着将水凝胶液料在15-25摄氏度下静置25-35min后得到水凝胶纤维；
d.用棒体将水凝胶纤维拉成丝状，最后用清水将丝状的水凝胶纤维上的钙离子清除。
具体地，步骤a中，所述将乙烯基三乙氧基硅烷、氢氧化钠、聚赖氨酸纤维按照配比放入到水中进行搅拌的搅拌机转速为300rpm，时间为40min。
具体地，步骤b中，所述溶液中放入海藻酸钠、羧甲基纤维素、己酸内酯按照配比进行搅拌的搅拌机转速为400rpm，时间为55min。
具体地，步骤c中，所述水凝胶液料在20摄氏度下静置30min。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种水凝胶制蛛丝纤维及其制备方法。本申请通过乙烯基三乙氧基硅烷、水、氢氧化钠、聚赖氨酸纤维、羧甲基纤维素、己酸内酯、海藻酸钠的配比组合，调制制造出的水凝胶纤维丝，在性能上更加接近蜘蛛丝，从而实现了更好的延伸能力及抗拉强度。
具体实施方式
实施例一：
将5份乙烯基三乙氧基硅烷、1份氢氧化钠、15份聚赖氨酸纤维放入100份水中，以200rpm的转速搅拌30min而形成溶液。然后将5份羧甲基纤维素、12份己酸内酯、8份海藻酸钠投入溶液中，以300rpm的转速搅拌50min而形成水凝胶液料。再将水凝胶液料在15摄氏度下静置25min后得到水凝胶纤维，最后用棒体将水凝胶纤维拉成丝状，最后用清水将丝状的水凝胶纤维上的钙离子清除。
该水凝胶纤维丝捻成一根直径20毫米的纤维绳，该纤维绳具有996MPa的拉伸强度，具有340％的最大纵向拉力延展。
实施例二：将10份乙烯基三乙氧基硅烷、3份氢氧化钠、26份聚赖氨酸纤维放入120份水中，以400rpm的转速搅拌50min而形成溶液。然后将8份羧甲基纤维素、25份己酸内酯、15份海藻酸钠投入溶液中，以500rpm的转速搅拌60min而形成水凝胶液料。再将水凝胶液料在25摄氏度下静置35min后得到水凝胶纤维，最后用棒体将水凝胶纤维拉成丝状，最后用清水将丝状的水凝胶纤维上的钙离子清除。
该水凝胶纤维丝捻成一根直径20毫米的纤维绳，该纤维绳具有1086MPa的拉伸强度，具有305％的最大纵向拉力延展。
实施例三：将8份乙烯基三乙氧基硅烷、12份氢氧化钠、19份聚赖氨酸纤维放入115份水中，以300rpm的转速搅拌40min而形成溶液。然后将7份羧甲基纤维素、21份己酸内酯、9份海藻酸钠投入溶液中，以400rpm的转速搅拌55min而形成水凝胶液料。再将水凝胶液料在20摄氏度下静置30min后得到水凝胶纤维，最后用棒体将水凝胶纤维拉成丝状，最后用清水将丝状的水凝胶纤维上的钙离子清除。
该水凝胶纤维丝捻成一根直径20毫米的纤维绳，该纤维绳具有1055MPa的拉伸强度，具有350％的最大纵向拉力延展。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (8)

1.一种水凝胶制蛛丝纤维，其特征在于，所述水凝胶纤维的各原料的重量份数为：
乙烯基三乙氧基硅烷5-10份、水100-120份、氢氧化钠1-3份、聚赖氨酸纤维15-26份、羧甲基纤维素5-8份、己酸内酯12-25份、海藻酸钠8-15份。
2.根据权利要求1所述的水凝胶制蛛丝纤维，其特征在于，所述乙烯基三乙氧基硅烷5份、水100份、氢氧化钠1份、聚赖氨酸纤维15份、羧甲基纤维素5份、己酸内酯12份、海藻酸钠8份。
3.根据权利要求1所述的水凝胶制蛛丝纤维，其特征在于，所述乙烯基三乙氧基硅烷10份、水120份、氢氧化钠3份、聚赖氨酸纤维26份、羧甲基纤维素8份、己酸内酯25份、海藻酸钠15份。
4.根据权利要求1所述的水凝胶制蛛丝纤维，其特征在于，所述乙烯基三乙氧基硅烷8份、水115份、氢氧化钠12份、聚赖氨酸纤维19份、羧甲基纤维素7份、己酸内酯21份、海藻酸钠9份。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的水凝胶制蛛丝纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.将乙烯基三乙氧基硅烷、氢氧化钠、聚赖氨酸纤维按照配比放入到水中进行搅拌，搅拌均匀后形成溶液，搅拌转速为200-400rpm，时间为30-50min；
b.然后在溶液中放入海藻酸钠、羧甲基纤维素、己酸内酯按照配比进行搅拌，搅拌均匀后形成水凝胶液料，搅拌转速为300-500rpm，时间为50-60min；
c.接着将水凝胶液料在15-25摄氏度下静置25-35min后得到水凝胶纤维；
d.用棒体将水凝胶纤维拉成丝状，最后用清水将丝状的水凝胶纤维上的钙离子清除。
6.根据权利要求5所述的水凝胶制蛛丝纤维的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述将乙烯基三乙氧基硅烷、氢氧化钠、聚赖氨酸纤维按照配比放入到水中进行搅拌的搅拌机转速为300rpm，时间为40min。
7.根据权利要求5所述的水凝胶制蛛丝纤维的制备方法，其特征在于，步骤b中，所述溶液中放入海藻酸钠、羧甲基纤维素、己酸内酯按照配比进行搅拌的搅拌机转速为400rpm，时间为55min。
8.根据权利要求5所述的水凝胶制蛛丝纤维的制备方法，其特征在于，步骤c中，所述水凝胶液料在20摄氏度下静置30min。
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