大豆蛋白改性纖維的特點研究

timg

再生蛋白質纖維的發展歷史

再生蛋白質纖維是從天然動物乳蛋白、肌原蛋白或植物( 如花生、玉米、大豆等) 中提煉出的蛋白質溶解液經紡絲而成。這類再生蛋白質纖維的研究歷史較早,國外對再生蛋白質的研究大約在19 世紀末和20 世紀初。

大香伊在人线综合由于受早期科技水平的限制,上述研制的再生蛋白質纖維因強力低、纖維粗、物理機械性能差、制備技術難度大等種種原因而未能實現工業化生產。由于現代人對服裝的追求趨向于自然化、舒適化,天然纖維越來越受到人們的青睞。但是,天然纖維如棉、麻、羊毛、蠶絲等受到種植、養殖方面的限制,無法大量發展。因此,從20 世紀90 年代開始,國內外對再生蛋白質纖維的研制工作又開始重視起來。

最近,日本東洋紡公司開發了以新西蘭牛奶為原料的再生蛋白質纖維實現工業化生產的酪素蛋白纖維,具有天然絲般的光澤和柔軟手感,有較好的吸濕、導濕性能和極好的保濕性,穿著舒適,但纖維本身呈淡黃色,耐熱性差,在干熱120℃以上易泛黃,該纖維可做針織套衫、T 恤、襯衫、日本和服等。

2004 年以來,美國杜邦( DuPont) 公司等對玉米蛋白纖維的制造過程和纖維性能進行了研究。將玉米蛋白質溶解于溶劑進行干法紡絲; 將球狀蛋白質溶解于堿液( pH 值為11. 3 ~ 12. 7 )中,并加入甲醛或多聚羧酸類交聯劑,可進行濕法紡絲。據該文獻報道,含有交聯劑的玉米蛋白纖維具有耐酸、耐堿、耐溶劑性和防老化性能,且不蛀不霉,它具有棉的舒適性、羊毛的保暖性和蠶絲的手感等特性。

據國外有關資料報道,有將大豆蛋白用戊二醛作交聯劑制成大豆蛋白生物可降解性高聚物,用于塑料、粘合劑、薄膜、包裝材料、增強材料等應用領域。目前,國外尚無用于紡織品的大豆蛋白質纖維的研制和開發工作的報道。


u=3616719494,2676117524&fm=26&gp=0.jpg/

大豆蛋白改性纖維的研制

大香伊在人线综合大豆蛋白改性纖維( 商品名天絨,TOPRON) ,是首次由我國自行研制成功并首先工業化生產的纖維,開創了人造蛋白質改性纖維生產的新紀元。我國河南濮陽華康生物化學工程聯合集團公司李官奇先生潛心研究八年,投資七千多萬元,終于2000年3 月試紡成功,在國際上首次成功地實現了工業化生產。

大豆蛋白改性纖維( 大豆蛋白纖維、大豆纖維是其目前較普遍的名稱) 是以炸掉油脂的大豆豆粕( 含35% 蛋白) 為原料,從中提取球狀蛋白質,通過添加功能性助劑,經濕法紡絲而成的蛋白改性纖維。其生產原理是將豆粕水浸、分離,提取出蛋白質,將蛋白質改變空間結構,并在適當條件下,與羥基和氰基高聚物接枝,通過濕法紡絲而成纖維; 這時的大豆蛋白改性纖維中,蛋白質與羥基和氰基高聚物并沒有發生完全共聚,還具有相當的水溶性,還需經過縮醛化處理才能成為性能穩定的纖維。


大豆蛋白改性纖維產品的開發及研究現狀

大豆蛋白改性纖維作為一種新型的紡織原料,具有獨特的性能,其制品在光澤、手感等方面都有獨特的風格; 一問世便倍受青睞,許多紡織生產企業和研發工作者先后開發了多種純紡、混紡面料( 針織、梭織) ,并對大豆蛋白改性纖維及其織物性能、大豆蛋白改性纖維織物的染色及后整理工藝展開了研究。


現已取得了一些初步成果:

( 1) 纖維性能方面的研究: 大豆蛋白改性纖維作為一個新的纖維品種,其基礎研究尚處空白。趙偉玲、石風俊、梅士英等人分別提供了大豆蛋白改性纖維的常規物理性能,但是各文獻之間所提供的部分測試結果存在較大的差異,這可能是由于所測試的樣品不穩定或其它原因造成的。王其、張旋等人闡述了大豆蛋白改性纖維的簡單鑒別方法,主要以外觀形態和溶劑溶解為主要方法。陳長松等人測試大豆蛋白改性纖維的燃燒特性及與部分溶液的溶解反應發現: 當該纖維靠近火焰時即有熔融; 在火焰中熔融燃燒時,火焰呈黃色,燃燒平穩火焰無跳動; 有被烤焦般的特殊的臭味,同時伴生煙灰; 離開火焰,繼續緩慢燃燒; 燃燒的殘留物,成黑色的硬塊狀,用手很難一下捏碎; 大豆蛋白改性纖維可以溶解于部分溶液,多以酸性溶液為主。王其、馮勛偉測試大豆蛋白改性纖維的導濕性、透汽性等性能指標,發現大豆蛋白改性纖維的導濕性僅次于丙綸、滌綸,優于腈綸、錦綸、真絲纖維; 透汽性優于真絲、丙綸、滌綸、腈綸、錦綸; 手感柔軟優于蠶絲、棉;大豆蛋白改性纖維的抱合力小,彈性差,卷曲牢度低于一般化纖; 耐日曬能力強,抗紫外能力優于棉、粘膠、絲; 耐酸堿性能、霉菌性能與羊毛、蠶絲相同,耐蟲蛀性能優于羊毛、蠶絲。李寧等人提出大豆蛋白改性纖維具有一定的保健作用。

( 2) 大豆蛋白改性纖維的品種適應性較廣,其產品風格既可近似棉型織物,又可近似絲綢及毛型織物。楊旭紅、王華杰等人通過實踐比較發現: 其毛型產品風格較好; 棉型產品和絲綢型產品外觀風格與全棉織物和真絲織物相近,但手感偏硬。宋東鵬、趙博等人提出,大豆蛋白改性纖維在紡紗生產加工中抗靜電劑、抗滑劑、柔軟劑和溫水噴灑其表面以解決靜電問題。趙博等人通過生產實踐得出: 梳棉和并條各工序的喇叭口應比棉偏大些; 梳棉采用斬刀剝棉可解決纖維易纏繞道夫的現象; 粗細紗的捻系數要較普通滌棉紗應偏小。裴曉霞等人經實踐總結,上機張力應較正常品種偏小。

大香伊在人线综合( 3) 郝鳳鳴、王其等人測試分析了大豆蛋白改性纖維織物性能,得出結論: 大豆蛋白改性纖維織物手感滑爽柔軟,懸垂性較好; 其針織物的懸垂性、滑爽感、變形恢復能力、折皺彈性優于棉針織物; 放濕性好,具有良好的熱濕舒適性能; 透氣性: 大豆蛋白改性纖維織物> 蠶絲織物> 腈綸織物> 滌綸織物> 錦綸織物> 丙綸織物; 大豆蛋白改性纖維針織物的保暖性與棉纖維針織物處于同一水平,高于腈綸針織物,低于羊毛針織物; 針織物光澤較好,但易起毛起球; 耐汗漬色牢度、耐皂洗色牢度、耐干摩擦色牢度較好,而耐濕摩擦牢度較差。

( 4) 蔡張林等人經過生產實踐發現,酸性、中性、直接、分散或活性染料在大豆蛋白改性纖維上均可上染; 但直接染料上染大豆蛋白改性纖維易水解,光澤暗淡,色牢度較差,因此不適用; Lanasol 型毛用活性染料、陽離子染料不適合用于染大豆蛋白改性纖維。解萍華、李曉春等人提出,大豆蛋白改性纖維織物可采用雙氧水或過醋酸進行漂白,去除本色; 并且過醋酸的效果要好些; 烘干溫度控制在90℃ ~ 100℃。

timg.jpg/

改性大豆蛋白纖維實際用途

大豆蛋白纖維是一種新穎的再生植物蛋白纖維,它是由大豆植物蛋白質和聚乙烯醇等高分子化合物組成。大豆纖維具有良好的耐酸耐堿性,較好的吸濕導濕性,具有羊毛的保暖性,蠶絲的優雅光澤。但是大豆纖維也有很多不足,如耐熱性較差,在沸水中有明顯的收縮,織物的抗皺性能也較差,使其開發應用受到限制,因此,有必要研究改善大豆纖維性能方法。

大香伊在人线综合國內對大豆蛋白纖維日益增長的需要,拓寬腈綸的用途,提高我國腈綸產品的檔次具有較大意義。大豆蛋白纖維具有羊絨和桑蠶絲的某些特性,纖維性能優異。此外,在大豆蛋白纖維紡絲工藝中加入定量的有殺菌消炎作用的中草藥可與蛋白質側鏈以化學鍵相結合,藥效顯著、持久,具有很好的保健作用。大豆蛋白復合纖維具有吸濕、導濕、透氣性好的特性,特別適合制作夏季服裝,穿著時具有涼爽舒適、出不黏身的特點。大豆蛋白纖維具有質輕、柔軟、光滑、絲光、強度高、吸濕、導濕、透氣性好等諸多良好性質,使其與蠶絲、羊毛、山羊絨、棉和其它纖維混紡時能產生許多風格,光澤上具有麻絹混紡產品的風格。


大豆蛋白纖維的發展趨勢

大豆蛋白纖維主要原料來自于自然界的大豆,因此具有相當豐富的原料資源和低廉的原料成本,不會對自然界造成掠奪性開發。隨著工藝的不斷改進,大豆蛋白纖維針紡產品將會發展成為成本低、附加值高的產品,為越來越多的客商所青睞。針對目前歐美等國家不斷提高紡織品進口環保標準的情況,該產品是新世紀名副其實的綠色產品。