本發(fā)明屬于羽毛再交聯(lián)方法領(lǐng)域，特別涉及一種羽毛蝕刻再交聯(lián)材料的制備方法。

背景技術(shù)：

羽毛資源極其豐富，尤其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中，大規(guī)模的家禽養(yǎng)殖產(chǎn)生了大量的角蛋白廢物，其中羽毛廢棄物產(chǎn)量最多，據(jù)統(tǒng)計，目前全世界范圍內(nèi)羽毛廢棄物每年超過400萬噸，我國近幾年家禽年出欄量均在70億只以上，且在逐年增加。按每只家禽可產(chǎn)羽毛0.20kg計，則年產(chǎn)量達140多萬噸。除了小部分羽毛球、工藝品利用外，其他絕大部分作為廢棄物。不僅造成了資源的浪費，而且造成局部環(huán)境污染。

羽毛作為鳥類或鳴禽的體表保護、保溫及飛行輔助物質(zhì)，主要成分是角蛋白。角蛋白系硬蛋白之一，是一類具有結(jié)締和保護功能的纖維狀蛋白質(zhì)。由處于a-螺旋或β-折疊構(gòu)象的平行的多肽鏈組成不溶于水的起著保護或結(jié)構(gòu)作用蛋白質(zhì)。由于角蛋白含有較多的胱氨酸，故二硫鍵含量特別多，在蛋白質(zhì)肽鏈中起交聯(lián)作用，因此角蛋白化學(xué)性質(zhì)特別穩(wěn)定，有較高的機械強度。羽毛的再生不僅使固體廢棄物得到有效利用，保護了人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境，還可為人類社會可持續(xù)發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)及氨基酸資源，更符合循環(huán)經(jīng)濟的理念和建立節(jié)約型社會的戰(zhàn)略要求。

目前人們對廢棄角蛋白的利用都是溶解再生工藝，前期通過該工藝得到了海綿樣產(chǎn)品(公開號201110379524.2，授權(quán)日：2013年12月11日)及纖維狀產(chǎn)品(公開號201210055756.7，授權(quán)日：2014年2月26日)。人們發(fā)明出來的這種工藝要將溶解的羽毛再生出來，試劑用量大，實驗條件周期長，溶解液還要通過透析超濾等方法去除其中的離子鹽分，產(chǎn)業(yè)化復(fù)雜且成本高。因此開發(fā)出低成本，工藝簡單，回收率高的工藝對羽毛廢棄物產(chǎn)業(yè)化有實際作用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種羽毛蝕刻再交聯(lián)材料的制備方法，本發(fā)明方法成本低，綠色環(huán)保，同時可高效得到羽毛再生利用材料，可以進一步作為膜、工業(yè)材料、組織工程材料前體等。

本發(fā)明的一種羽毛蝕刻再交聯(lián)材料的制備方法，包括：

(1)將羽毛剪碎后加入溶解液中，然后在40-90℃條件下反應(yīng)10-50min，過濾，去上清，洗滌，得到羽毛角蛋白蝕刻樣品；

(2)將上述羽毛角蛋白蝕刻樣品置于雙氧水H₂O₂中，氧化交聯(lián)，烘干或凍干。

所述步驟(1)羽毛為洗凈、干燥后的羽毛。

所述步驟(1)中溶解液為尿素、偏重亞硫酸鈉和十二烷基磺酸鈉SDS的混合溶液。

所述溶解液中尿酸濃度為0.5-4M、偏重亞硫酸鈉的濃度為0.01-0.05M、SDS的濃度為0.05-0.5M。

所述羽毛、溶解液的比例為1-10g：50mL。

所述步驟(1)中過濾為5000-10000r/min離心2-15min；洗滌為去離子水洗滌2-3次。

所述步驟(2)中雙氧水H₂O₂的體積百分濃度為2-5％。

所述步驟(2)中氧化交聯(lián)時間為30-60min。

所述步驟(2)中烘干溫度為40-60℃。

羽毛蝕刻再交聯(lián)材料作為膜、工業(yè)材料或組織工程材料前體的應(yīng)用。

利用該專利的技術(shù)方案區(qū)別于現(xiàn)有的羽毛再生利用技術(shù)——完全溶解羽毛角蛋白，然后再生交聯(lián)為不溶性材料。而是反向操作，對已有的羽毛結(jié)構(gòu)破壞，造成二硫鍵及部分肽鍵斷裂，導(dǎo)致部分羽毛成份部分溶解，并進一步在雙氧水作用下，氧化二硫鍵內(nèi)部交連，成為有力學(xué)性能的功能材料。實現(xiàn)了將難以處理的禽類廢棄羽毛回收溶解再利用，提高了角蛋白的利用率，制成可以進一步加工利用的初級纖維材料，而且方法簡單快速，變廢為寶，實現(xiàn)了經(jīng)濟效益，還減少了在對其焚燒處理時對環(huán)境的污染，達到了保護環(huán)境的目的。

本發(fā)明的簡單高效，成本低，綠色環(huán)保，使羽毛角蛋白在不與其他物質(zhì)發(fā)生共聚的前提下，制成材料可進一步加工為海綿樣吸附材料、醫(yī)用材料或工程材料，提高了羽毛利用率。

有益效果

本發(fā)明提供一種羽毛蝕刻再交聯(lián)工藝，該方法成本低，綠色環(huán)保，同時可高效得到羽毛再生利用材料，可以進一步作為膜、工業(yè)材料、組織工程材料前體等。

附圖說明

圖1為實施例1所得樣品的照片；

圖2為實施例2所得樣品的照片。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

實施例1

稱取5g打碎的羽毛，加入50ml溶劑中(尿素2M、SDS 0.1M、焦亞硫酸鈉0.5M)。在90℃恒溫水浴鍋中反應(yīng)30min。每五分鐘搖晃錐形瓶一次，使羽毛和溶劑充分混合。樣品8000r/min離心10min,去上清。向沉淀中加50mL去離子水，混勻水洗后，加至2％雙氧水50mL，放置30分鐘，凍干12h。

得到凍干后的樣品，整塊樣品呈圓錐狀。仔細看，樣品具有部分層理結(jié)構(gòu)。用力捏可以塌陷，說明其中有空隙。如果投入水中，不久便會散開呈懸浮狀態(tài)。測定了30mm長樣品，橫截面積210.6mm²的樣品力學(xué)性能，其斷裂最大力為4.5587N，拉伸強度0.1926MPa，最大力點的變形2.356mm，最大力伸長率6.72％，楊氏彈性模量21.2360MPa。該所得材料用于空氣過濾，對空氣存在的PM2.5顆粒及各種有害微生物濾過率達98％以上。

實施例2

稱取2.5g打碎的羽毛，加入50ml溶劑中(尿素2M、SDS 0.1M、焦亞硫酸鈉0.5M)。在90℃恒溫水浴鍋中反應(yīng)30min。每五分鐘搖晃錐形瓶一次，使羽毛和溶劑充分混合。樣品8000r/min離心10min,去上清。向沉淀中加50mL去離子水，混勻水洗后，加至2％雙氧水50mL，放置30分鐘。離心后的沉淀物在培養(yǎng)皿中均勻展開，放入烘箱中60℃烘干12h，厚度0.45毫米。

得到烘干后的樣品，稱薄膜薄片狀。貼于培養(yǎng)皿的一面光滑。稍用力撕扯薄膜，薄膜也不會破損。測定了30mm長樣品，橫截面積9.6mm²的樣品力學(xué)性能，其斷裂最大力為6.6589N，拉伸強度0.6936MPa，最大力點的變形2.169mm，最大力伸長率7.23％，楊氏彈性模量22.1794MPa。該薄膜可作為保鮮材料用于食品保鮮，具有天然環(huán)保，無毒無味等優(yōu)點。