胶原蛋白的共混纺丝制备方法优化

田文智报道了把胶原蛋白与纤维素共混后制备黏胶长丝的工艺。首先将胶原蛋白溶液以一定比例与纤维素黏胶溶液进行均匀混合，得到含有胶原蛋白的黏胶纺丝溶液。研究显示随着放置时间的延长，其黏度、熟成度变化较同等条件下的纤维素黏胶溶液明显，即黏度回升加快、熟成度的盐值下降快。胶原蛋白的加入量越大，变化越大，这是由于在碱溶性胶原蛋白的制备过程中，胶原蛋白由于氢键断裂发生变性，其分子以无规则链状形式存在。大量的胶原蛋白分子与黏胶溶液中析出的纤维素分子结合，形成纤维素-蛋白凝胶网络结构的大分子单元体，使胶原蛋白-黏胶溶液的结构黏度迅速增大，对盐值的凝胶点降低，因此纺丝前纺丝溶液的放置时间应尽可能缩短。

在对胶原蛋白和纤维素质量比例为4∶6到2∶8的纺丝液进行半连续纺丝后发现湿法纺丝工艺技术可行。由于纤维素分子结构与胶原蛋白分子结构上的差异，以及纤维素与胶原蛋白大分子缔合体的生成，再生成型后的胶原蛋白黏胶长丝的强伸指标低于普通黏胶长丝，且胶原蛋白含量越高，强伸指标下降越大。高蛋白含量的胶原蛋白黏胶长丝的截面圆整度高、皮芯层结构不明显、边缘光滑。采用低酸、低温成型条件对高盐值、低蛋白含量的蛋白黏胶进行纺丝后得到的胶原蛋白黏胶长丝截面呈“C”形状，异形态显著。

吴炜誉等把胶原蛋白与聚乙烯醇（PVA）共混后制备纤维，在纺丝溶液中加入连接剂三氯化铝和戊二醛，通过湿法纺丝、热拉伸定型和后交联处理制得胶原蛋白质量分数为45.17%的胶原蛋白/PVA复合纤维。研究结果表明，胶原蛋白/PVA复合纤维横截面呈圆形，具有皮芯结构，断裂强度和断裂伸长率分别为2.14cN/dtex和46.32%，结晶度为41.1%，水中软化点和回潮率分别为101℃和11.50%。这些结果显示将胶原蛋白与聚乙烯醇共混纺丝后制备的胶原蛋白/PVA复合纤维的力学性能较好，与人体皮肤亲和性好，染色性能优良，在服用、医用及毛发饰品等方面有广阔的应用前景。(www.xing528.com)

为了进一步提高纤维的性能，胶原蛋白/PVA复合纤维可以通过交联反应和缩醛化处理改善其稳定性，其中交联处理可以采用环氧氯丙烷乳液对复合纤维进行搅拌浸渍处理，处理条件为：温度55℃、时间12h、环氧氯丙烷占浴液质量50%、硫酸钠占1%，用NaOH调节pH为10，反应后水洗10min后晾干。对复合纤维进行缩醛化处理的最佳条件为：温度60℃、时间20min、甲醛用量50g/L、硫酸用量175g/L，反应后水洗3min，然后上油、晾干。

唐诗俊等研究了用环氧氯丙烷处理和缩醛化反应对胶原蛋白-聚乙烯醇初生复合纤维中蛋白质存留率、水中软化点的影响。结果表明当环氧氯丙烷浴处理温度为50℃、处理时间2h、pH=ll时的处理条件比较适宜。经环氧氯丙烷处理后的胶原蛋白/PVA复合纤维可以再进行缩醛化处理，最佳的缩醛化温度为50℃、缩醛化时间40min、缩醛化浴中硫酸质量浓度180g/L、甲醛质量浓度45g/L。此外，在胶原蛋白和聚乙烯醇共混溶液中加入一定量的改性剂作为交联剂，可以提高聚乙烯醇和胶原蛋白相容性，获得稳定的复合纺丝原液，通过湿法纺丝得到初生复合纤维后再经热拉伸、热定型和缩醛化，可以获得性能优良的胶原蛋白与聚乙烯醇复合纤维。