一种蚕丝纳米纤维分散液的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107083674A(43)申请公布日2017.08.22(21)申请号201710378698.4B82Y30/00(2011.01)(22)申请日2017.05.25B82Y40/00(2011.01)D06M101/10(2006.01)(71)申请人南京林业大学地址210037江苏省南京市玄武区龙蟠路159号(72)发明人范一民郑可王志国俞娟(74)专利代理机构南京申云知识产权代理事务所(普通合伙)32274代理人邱兴天(51)Int.Cl.D06M13/188(2006.01)D06M11/30(2006.01)D06M16/00(2006.01)C08J3/03(2006.01)C08L89/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种蚕丝纳米纤维分散液的制备方法(57)摘要本发明公开了一种蚕丝纳米纤维分散液的制备方法，蚕丝纤维首先经甲酸预处理，然后进行氧化处理，最后通过分散处理得到具有稳定纳米纤维结构的蚕丝纳米纤维分散液。本发明通过氧化处理将带有电负性的羧基基团引入天然蚕丝纤维，辅以轻微机械分散的方式实现了保留较好原始结构的单根蚕丝纳米纤维分散液的高效制备。本发明所制备的蚕丝纳米纤维同时具有pH响应性，可通过对pH值的调控实现蚕丝纳米纤维的沉淀分离与再分散，便于贮存和运输，且在相关功能材料构建领域具有极大潜在利用价值。CN107083674ACN107083674A权利要求书1/1页1.一种蚕丝纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，蚕丝纤维首先经甲酸预处理，然后进行氧化处理，最后通过分散处理得到具有稳定纳米纤维结构的蚕丝纳米纤维分散液。2.根据权利要求1所述的蚕丝纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述甲酸预处理，甲酸的浓度大于30%wt，处理0.5~72h。3.根据权利要求1或2所述的蚕丝纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述的氧化处理用化学氧化剂或(和)生物酶氧化剂。4.根据权利要求3所述的蚕丝纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述的化学氧化剂为次卤酸、次卤酸盐、过氧化氢、臭氧、过酸中的任一种；所述的生物酶催化剂为过氧化氢和氧化酶混合物、漆酶、过氧化物酶中的任一种，氧化剂优选为次氯酸钠。5.根据权利要求1所述的蚕丝纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述的分散处理为机械分散处理。6.根据权利要求1所述的蚕丝纳米纤维分散液的制备方法，其特征在于，所述的蚕丝包括桑蚕丝、柞蚕丝、蜘蛛丝和其他丝。7.权利要求1所述的蚕丝纳米纤维分散液的制备方法所获得的带有电负性单根蚕丝纳米纤维分散液。8.根据权利要求7所述的蚕丝纳米纤维分散液，其特征在于，所述的蚕丝纳米纤维分散液具有pH响应性，可以通过pH值的调节实现蚕丝纳米纤维沉淀分离，并且再分散成为性能稳定的蚕丝纳米纤维分散液。9.一种从权利要求7所述的蚕丝纳米纤维分散液中获得的蚕丝纳米纤维，其特征在于，所述蚕丝纳米纤维的羧基含量为相对于所述蚕丝纳米纤维的重量的0.3mmol/g以上。10.根据权利要求9所述的蚕丝纳米纤维，其特征在于，所述单根蚕丝纳米纤维的直径为50-500nm，长度为50nm-10μm。2CN107083674A说明书1/4页一种蚕丝纳米纤维分散液的制备方法技术领域[0001]本发明属于纳米纤维素技术领域，涉及蚕丝纳米纤维及其分散液制备的制备方法技术领域，具体涉及使用一种氧化体系氧化蚕丝纤维，并结合机械处理制备蚕丝纳米纤维分散液的方法。背景技术[0002]在自然界中，动物丝以其优异的综合力学性能引起了人们广泛的关注和兴趣。然而，从蚕茧中所获得的茧丝力学性能远不如蚕丝蛋白本身的真实力学性能，这是由于蚕吐丝的过程以及后续对蚕丝纤维的加工过程严重影响了丝纤维的各级结构。因此，人们一直致力于蚕丝的仿制研究，其中从天然的蚕丝纤维中获得结构和性能保留较为完整的蚕丝蛋白材料一直是该领域研究的重点和难点。值得注意的是，蚕丝纤维中蚕丝蛋白是以自发的纳米纤维组装而成的一种天然层级结构，虽然不同来源的蚕丝纤维（如桑蚕丝和柞蚕丝）在氨基酸序列上有所区别，然而其层级结构却基本相同。因此在利用蚕丝蛋白构造人工材料时，研究者们期望最大限度的保留这些天然构造和性状，以便于构建力学性能优异的蚕丝纳米纤维功能材料。[0003]动物在亿万年的进化中造就了丝蛋白独特的紧密、复杂结构，从天然蚕丝纤维中剥离纳米结构面临着许多困难，故鲜有报道。虽然通过纺丝法将再生后的丝蛋白溶液制备成纤维结构的方法有很多，但这类方式获得的蚕丝纤维性能和形貌上与天然蚕丝纤维中的微细结构有很大区别，在此不予讨论。就目前的研究而言，通过剥离或部分溶解天然蚕丝虽然可以获得纳米尺寸的蚕丝纤维结构，但因制备方法的局