丝胶整理非织造材料的工艺试验及其性能研究文献综述

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1、文献综述丝胶整理非织造材料的工艺试验及其性能研究一、前言部分蚕丝主要由内层的丝素和外层的丝胶两部分组成，其中丝胶约占25～30%【1】，它对包裹在其内部的丝素起着保护和粘接的作用。丝胶是一种球状蛋白，相对分子量为1.4～31.4万，有18种氨基酸组成，其中丝氨酸、天门冬氨酸和甘氨酸含量较高，相对质量分别达到33.43%、16.71%和13.49%【2】，并且在组成丝胶的氨基酸中，极性侧链氨基酸占74.61%，因此丝胶表现出良好的水溶性和吸水性【3】。长期以来，由于制丝及纺织工艺的需要，丝胶没有得到有效利用，而是逐步将其脱掉，并随废水一起排放。但是近

2、些年，通过人们对丝胶的深入研究发现，其具有抗氧化性、抗紫外性、保湿性及生物相容性等特殊性能【4】。由于丝胶的特殊性能，其已被广泛运用于化妆品、医药及生物材料等一系列终端产品。比如在日本已问世的主要以丝胶为添加剂的洁面乳、沐浴露及护发素等，其利用丝胶具有调湿、保湿及抗氧化作用的功能，使肌肤保持光滑、白皙和富有弹性【5】。通过对白鼠进行实验发现，在食物中加入丝胶蛋白，可有效促进肠道对锌、铁、镁、钙元素的吸收。经过丝胶整理后的涤纶织物，其吸湿性能得到明显改善，并且用酸性染料染色时，染色均匀、牢度较高【6】。此外，丝胶还可作为固定化酶载体、新型骨科修复、水

3、泥添加剂等方面的材料。我国作为丝绸生产规模最大的国家，特别加入世贸组织后，蚕丝作为我国能主导国际市场的极少数的优势农产品之一，其生产量一直保持在较高的水平，据相关报导，我国每年生产桑蚕丝生丝约6～8万吨，其中就会产生2～3万吨的丝胶蛋白。因此，从我国丝胶蛋白的资源及可持续发展的角度出发，应对丝胶资源进行回收利用，使之“变废为宝”。虽然，现阶段对丝胶的回收利用已取得了一定的成果，但其还存在着广阔的发展空间，比如丝胶对无纺布材料整理的研究在国内外还几乎是一片空白。非织造布作为新型的纤维制品，由于其具有轻薄、柔软、吸湿等特殊性能，且具有生产流程短、产品用

4、途广及生产成本低等优势，已占据了广阔的市场，比如在个人卫生领域、医疗保健领域、农业领域都可见其身影【7】。特别是无纺布独具的多孔结构，使其特别适合于浸渍液体，做美容护肤的材料，尤其是无纺布作为面膜基材的首先材料，对其用于面膜的整理层出不穷6，但采用丝胶为添加剂的面膜在市场上还微乎其微，基于丝胶在护肤方面的特殊性能，用丝胶整理无纺布，必将开启无纺布整理添加剂的又一次革新。二、主题部分2.1丝胶蛋白的回收现状随着材料科学的进一步发展和运用技术的日趋完善，在国内外已得到了丝胶的多种回收技术，比如有冰冻法、酸析法、化学混凝法、有机溶剂沉淀法、离心法及超滤法

5、。下面列出了国内外丝胶回收的一些典型技术：2.1.1冰冻法此法依据蛋白质溶液在温度下降时会凝结成冻胶状态产生凝胶的特点。在PH=7、-24℃下冰冻11h使废水中原来分散的蛋白质颗粒开始彼此连接起来，形成复杂网状结构，以絮凝状沉淀形式把丝胶颗粒从胶体溶液中分离出来。冰冻法回收丝胶的优点是工艺流程简单、设备投资少、且回收率比较高，工业化推广难度不大，但是回收的丝胶蛋白分子量分布范围较大，纯度不高。2.1.2酸析法酸析法是丝胶回收中最常用的方法，它根据丝胶蛋白的两性性质，通过调节溶液PH值来达到提取丝胶的目的。酸析法回收丝胶的优点是工艺比较简单，回收的丝

6、胶相对比较纯净，回收所需成本低，缺点是回收率不高，大约为40%左右，而且对设备耐酸性要求较高，且丝胶中含有HCl和NaCl等，用作医药原料受到限制，工业运行中这种回收方法并不经济，可操作性不强。2.1.3化学混凝法它根据丝胶蛋白的交替性质，在丝胶蛋白质废水中加入絮凝剂如聚合AlCl、明矾和CaCl2饱和溶液等以破坏蛋白质胶体溶液的稳定，从而使丝胶蛋白沉淀、分离。化学混凝法回收丝胶的优点是沉淀所需时间少，工艺方法简单，设备投资少且回收成本低。但由于丝胶纯度和回收率的限制，可工业化的程度一般。2.1.4有机溶剂沉淀法它利用乙醇或丙酮等有机溶剂来破坏蛋白

7、质胶粒的水化层，从而使蛋白质从溶液中沉淀下来。有机溶剂沉淀法回收丝胶的优点是提纯的丝胶绝大部分颗粒溶性较好，且纯度较高，回收的丝胶运用范围广，但在丝胶回收中要注意防止丝胶蛋白的变性。由于处理成本较高，所以此法只适用于浓缩后的丝胶溶液的进一步提纯。62.1.5离心法含丝胶蛋白的废水属胶体溶液，由于废水中丝胶颗粒和水的质量不同，受到的离心力大小也不同，因此经高速离心机作用后，将废水的胶体层与水层分开而达到分离的目的。离心法回收丝胶的优点是回收运行费用不高，但只适用于已沉淀下来的丝胶与水的分离，未经沉淀的丝胶废水用离心机无法高效地回收丝胶，且此法回收丝胶

8、的纯度和回收率都很低。2.1.5超滤法丝胶蛋白质分子量大，依据膜表面孔径筛分机理、膜孔阻的阻滞机理和膜面及膜孔对粒子的一次