本發明涉及功能性纖維制備領域，具體涉及一種羊絨蛋白纖維素纖維及其制備方法。
背景技術：
羊毛是紡織工業的重要原料，它具有彈性好、吸濕性強、保暖性好等優點，羊毛紡織品以其華貴高雅、穿著舒適的天然風格而著稱，特別是羊絨有著“軟黃金”之美名，但由于價格高，對非織造布的生產來說，使用不多，采用好羊毛生產的非織造布，僅限于針刺制造毛毯、高級針刺氈等不多的一些高級工業用布，一般采用的是羊毛加工中的短毛、粗毛，通過針刺、縫編等方法生產地毯的托墊布、針刺地毯的夾心層、絕熱保暖材料等產品，這類羊毛的長度不一，含雜高，可紡性差，加工較困難，產品可以經過化學后處理，以提高質量。
為了增加羊絨的利用，現代工業將羊絨與粘膠纖維相結合，在一定條件下將一定濃度的水解蛋白原液與纖維素(粘膠)原液，按一定的配比混合進行紡絲，并經后處理加工制成理想的再生蛋白纖維，這樣蛋白質纖維之中的肽鍵(—CO—NH—)與纖維素中的—OH形成氫鍵，產生較強的分子結合力，從而形成新型蛋白質的復合纖維，但本質上氫鍵仍然屬于分子間力，結合力度還不夠，經過多次水洗，蛋白質即脫落，有關性能下降明顯，而且對于力學性能而言，這樣的復合纖維依然比不上粘膠纖維。
技術實現要素：
本發明目的是提供一種羊絨蛋白纖維素纖維及其制備方法，以解決現有技術羊絨蛋白纖維中蛋白質與纖維素簡單混合、結合不牢固、水洗易脫落以及紡絲可紡性差的問題。
為解決上述問題，本發明提供的技術方案為：
一種羊絨蛋白纖維素纖維，其特征在于，由以下重量份的組分組成：
羊絨蛋白5-15％；
纖維素85-95％；
其中，羊絨蛋白通過硅烷偶聯劑接枝在纖維素上。
一種羊絨蛋白纖維素纖維的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備羊絨蛋白預處理液：配制質量分數為10-20％、pH值為11-12的羊絨蛋白堿性水溶液，將羊絨蛋白堿性水溶液加熱至55-65℃，在攪拌條件下滴加硅烷偶聯劑，滴加完后將體系溫度升至100-110℃，維持反應2-3小時后即得到羊絨蛋白預處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：將步驟(1)制得的羊絨蛋白預處理液按照羊絨蛋白占粘膠中甲纖質量比的10-20％的比例加入粘膠中，充分混合后進入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持攪拌狀態，維持反應6-10小時得到羊絨蛋白接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的羊絨蛋白接枝粘膠直接進行紡絲、洗滌、烘干即得到羊絨蛋白纖維素纖維。
進一步地，步驟(1)中，硅烷偶聯劑的用量為羊絨蛋白質量比的30-40％，滴加硅烷偶聯劑的時間為20-30min。
再進一步地，所述硅烷偶聯劑為γ-(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷。
本發明與現有技術相比具有如下優點：
(1)本發明制得的羊絨蛋白纖維素纖維通過高分子技術將羊絨蛋白嫁接到纖維素纖維上，由于羊絨蛋白與棉纖維以共價鍵連接，羊絨蛋白成為棉纖維(粘膠纖維)的一部分，不影響棉纖維原有的力學性能，在保持纖維素纖維優良紡織性能的基礎上賦予其羊絨般滑爽、柔軟的手感及相關特性,且原料為廉價易得的植物粘膠纖維，解決了現有技術羊絨蛋白與纖維素結合不牢、水洗易脫落以及可紡性差的問題，是一種集纖維素纖維和羊絨蛋白的優點于一身的新型纖維素纖維；
(2)羊絨蛋白與棉纖維以共價鍵接枝到纖維素上，無游離的羊絨存在，平時使用過程中，羊絨蛋白不會脫離，對羊絨過敏的人也不會受到傷害。
具體實施方式
實施例1
進行如下步驟的操作：
(1)制備羊絨蛋白預處理液：向搪玻璃反應釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入10Kg的羊絨蛋白，滴加稀氫氧化鈉溶液將體系pH值調節至11-12后充分溶解羊絨蛋白并過濾得到堿性水溶液，然后將羊絨蛋白堿性水溶液加熱至55-65℃，維持體系溫度55-65℃在攪拌條件下于20～30min內在體系中滴加3.5Lγ-(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完后將體系溫度升至100-110℃，維持體系溫度100-110℃反應2小時后得到羊絨蛋白預處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：在粘膠進入熟成中間桶之前，用注射系統將步驟(1)配制的羊絨蛋白預處理液按照羊絨蛋白預處理液與粘膠體積比1:10的比例加入粘膠中，經過靜態混合器混合后進入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持攪拌狀態，維持反應6小時得到羊絨蛋白接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的羊絨蛋白接枝粘膠直接進行紡絲、洗滌、烘干即得到羊絨蛋白纖維素纖維。
本實施例采用的預處理方法是為了讓羊絨蛋白與棉纖維以共價鍵連接，保持了棉纖維原有的主要力學性能；而在粘膠接枝處理過程中，由于粘膠與羊絨蛋白預處理液均為液相，兩者能夠相互混溶，進而使得纖維素與接枝羊絨蛋白之間的接觸面積大大增加，最終接枝率為8.57％，生產的纖維纖度為1.33dtex。
本實施例在紡絲前的制膠過程中即進行接枝，在普通纖維生產的基礎上改變不大即可獲得品質優良的羊絨蛋白纖維素纖維，工藝流程簡單，方法簡便、易于規模化生產。
實施例2
(1)制備羊絨蛋白預處理液：向搪玻璃反應釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入10Kg的羊絨蛋白，滴加稀氫氧化鈉溶液將體系pH值調節至11-12后充分溶解羊絨蛋白并過濾得到堿性水溶液，然后將羊絨蛋白堿性水溶液加熱至55-65℃，維持體系溫度55-65℃在攪拌條件下于20～30min內在體系中滴加3.5Lγ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，滴加完后將體系溫度升至100-110℃，維持體系溫度100-110℃反應2小時后得到羊絨蛋白預處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：在粘膠進入熟成中間桶之前，用注射系統將步驟(1)配制的羊絨蛋白預處理液按照羊絨蛋白預處理液與粘膠體積比1:10的比例加入粘膠中，經過靜態混合器混合后進入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持攪拌狀態，維持反應6小時得到羊絨蛋白接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的羊絨蛋白接枝粘膠直接進行紡絲、洗滌、烘干即得到羊絨蛋白纖維素纖維，接枝率為8.53％，生產的纖維纖度為1.67dtex。
實施例3
進行如下步驟的操作：
(1)制備羊絨蛋白預處理液：向搪玻璃反應釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入10Kg的羊絨蛋白，再加入溶解助劑PEG400 0.12Kg，滴加稀氫氧化鈉溶液將體系pH值調節至11-12后充分溶解羊絨蛋白并過濾得到堿性水溶液，然后將羊絨蛋白堿性水溶液加熱至55-65℃，維持體系溫度55-65℃在攪拌條件下于20～30min內在體系中滴加3.5Lγ-(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完后將體系溫度升至100-110℃，維持體系溫度100-110℃反應2小時后得到羊絨蛋白預處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：在粘膠進入熟成中間桶之前，用注射系統將步驟(1)配制的羊絨蛋白預處理液按照羊絨蛋白預處理液與粘膠體積比1:10的比例加入粘膠中，經過靜態混合器混合后進入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持攪拌狀態，維持反應6小時得到羊絨蛋白接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的羊絨蛋白接枝粘膠直接進行紡絲、洗滌、烘干即得到羊絨蛋白纖維素纖維，接枝率為9.54％，生產的纖維纖度為1.67dtex。
實施例4
進行如下步驟的操作：
(1)制備羊絨蛋白預處理液：向搪玻璃反應釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入10Kg的羊絨蛋白，再加入溶解助劑PEG400 0.12Kg，滴加稀氫氧化鈉溶液將體系pH值調節至11-12后充分溶解羊絨蛋白并過濾得到堿性水溶液，然后將羊絨蛋白堿性水溶液加熱至55-65℃，維持體系溫度55-65℃在攪拌條件下于20～30min內在體系中滴加3.5Lγ-(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完后將體系溫度升至100-110℃，維持體系溫度100-110℃反應3小時后得到羊絨蛋白預處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：在粘膠進入熟成中間桶之前，用注射系統將步驟(1)配制的羊絨蛋白預處理液按照羊絨蛋白預處理液與粘膠體積比1:10的比例加入粘膠中，經過靜態混合器混合后進入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持攪拌狀態，維持反應10小時得到羊絨蛋白接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的羊絨蛋白接枝粘膠直接進行紡絲、洗滌、烘干即得到羊絨蛋白纖維素纖維，接枝率為9.59％，生產的纖維纖度為1.67dtex。
實施例5
進行如下步驟的操作：
(1)制備羊絨蛋白預處理液：向搪玻璃反應釜泵入50L水，開啟攪拌，并加入10Kg的羊絨蛋白，滴加稀氫氧化鈉溶液將體系pH值調節至11-12后充分溶解羊絨蛋白并過濾得到堿性水溶液，然后將羊絨蛋白堿性水溶液加熱至55-65℃，維持體系溫度55-65℃在攪拌條件下于20～30min內在體系中滴加3.5Lγ-(2，3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，滴加完后將體系溫度升至100-110℃，維持體系溫度100-110℃反應2.5小時后得到羊絨蛋白預處理液，然后降到室溫備用；
(2)粘膠接枝處理：在粘膠進入熟成中間桶之前，用注射系統將步驟(1)配制的羊絨蛋白預處理液按照羊絨蛋白預處理液與粘膠體積比1:10的比例加入粘膠中，經過靜態混合器混合后進入熟成中間桶，熟成中間桶中一直保持攪拌狀態，維持反應10小時得到羊絨蛋白接枝粘膠；
(3)將步驟(2)得到的羊絨蛋白接枝粘膠直接進行紡絲、洗滌、烘干即得到羊絨蛋白纖維素纖維，接枝率為8.67％，生產的纖維纖度為1.33dtex。
實施例6
與現有技術的對比測試：
(1)同時架起2個1L的反應瓶，安裝上攪拌裝置，并分別標記為A、B、C、D號，四個瓶中均裝入300ml的水，開啟攪拌，分別加入40g的羊絨蛋白，再均用稀氫氧化鈉溶液將羊絨蛋白堿性水溶液的pH值調節至11-12充分溶解羊絨蛋白并過濾得到堿性水溶液，然后將羊絨蛋白堿性水溶液加熱至55-65℃，A號瓶維持體系溫度55-65℃在攪拌條件下于20～30min內在體系中滴加120mL硅烷偶聯劑，滴加完后將體系溫度升至100-110℃，維持體系溫度100-110℃反應6小時后直接降到室溫備用；B號瓶在溶解時加入助劑PEG400，羊絨蛋白溶液與助劑的重量比為1：0.002—0.15，然后維持體系溫度55-65℃在攪拌條件下于20～30min內在體系中滴加120mL硅烷偶聯劑，滴加完后將體系溫度升至100-110℃，維持體系溫度100-110℃反應6小時后直接降到室溫備用；C號瓶的羊絨蛋白堿性水溶液直接留用；D號瓶加入溶解助劑PEG400，羊絨蛋白溶液與助劑的重量比為1：0.002—0.15；
(2)粘膠熟成(接枝)處理：將進入熟成中間桶之前的同一批粘膠分為4組，分別用注射系統將步驟(1)配制的A、B、C、D號羊絨蛋白預處理液按照羊絨蛋白預處理液與粘膠體積比1:10的比例加入粘膠中，經過相同大小的靜態混合器混合后進入相同大小的熟成中間桶中，熟成中間桶中一直保持攪拌狀態，維持反應6小時得到A、B、C、D號羊絨蛋白熟成(接枝)粘膠；
(3)將步驟(2)得到的A、B、C、D號羊絨蛋白熟成(接枝)粘膠分別直接進行紡絲、洗滌、烘干即得到A、B、C、D號四組羊絨蛋白纖維素纖維，對四組纖維素纖維進行相應的參數測試，多次測試取均值后具體參數對比情況如表1：
表1羊絨蛋白纖維素纖維的產品技術參數
通過表1可知，A、B兩組纖維素纖維的纖度小，且干斷裂強度以及濕斷裂強度均優于C、D兩組，說明本發明產品具有較好的力學性能，解決了現有技術可紡性差的問題；且A、B兩組纖維素纖維表現出了穩定的耐水洗性，經過10次、20次、30次以及50次水洗后，纖維中羊絨蛋白的含量基本不變，能夠多次水洗保持穩定，解決了現有技術羊絨蛋白與纖維素結合不牢、水洗易脫落的問題；A、B兩組纖維素纖維的羊絨蛋白含量對比以及C、D兩組纖維素纖維的羊絨蛋白含量對比，B、D兩組羊絨蛋白含量更高，說明溶解時加入溶解助劑PEG400有助于提高羊絨蛋白含量。
以上所述實施例僅表達了本申請的具體實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本申請保護范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請技術方案構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本申請的保護范圍。