作者：翁卸元 摘要：介紹了蛋白纖維發(fā)展概況、生產(chǎn)工藝與設(shè)備、產(chǎn)品及其織物特點 關(guān)鍵詞：綠色纖維，生產(chǎn)工藝，特性 中圖分類號：TQ341.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7093（2002）03-0035-03 現(xiàn)代科技成果開辟了纖維更加廣泛的來源和應(yīng)用領(lǐng)域，人們也從綠色角度對纖維消費品提出了新的要求。發(fā)展綠色纖維是21世紀(jì)的全球性主題，是事關(guān)人類生存質(zhì)量和實現(xiàn)紡織業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。 大豆蛋白纖維是一種綠色纖維，是迄今為止唯一由我國自主開發(fā)，具有完全知識產(chǎn)權(quán)的纖維材料。我國萬噸大豆蛋白纖維生產(chǎn)線已開始建設(shè)，將對紡織產(chǎn)品的創(chuàng)新產(chǎn)生較大的影響。 1 蛋白纖維發(fā)展概況 1.1 再生蛋白纖維 再生蛋白纖維的研究歷史較早，大約在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初國外就開始了研究。1894年在明膠液中加入甲醛進(jìn)行紡絲，制得明膠纖維；1904年Todtenhaupt用從牛乳中提煉的酪素纖維進(jìn)行了研究，意大利SINA公司開發(fā)了酪素纖維；1936年英國Courtaulds公司開發(fā)了酪素纖維；1938年英國ICI公司制造了花生蛋白纖維，商品名為Ardil，該纖維吸水率為14％左右，斷裂強(qiáng)度為0.7cN/dtex；1938年日本油脂公司開發(fā)了以大豆為原料的纖維；1939年Corn Product Refining公司將從玉米中提煉的蛋白用醇或堿溶解紡絲制得玉米蛋白纖維，商品名為Vicara Ardiln Fiber，該纖維比重為1.25，吸水率10％左右，斷裂強(qiáng)度為1.1cN/dtex-1.3cN/dtex。40年代初，美國和英國研制了酪素纖維，商品名分別為Aralic和Fibalane，比重為1.9，吸水率14％，斷裂強(qiáng)度為0.7cN/dtex-0.9cN/dtex，延伸度為15％，耐水性不好；1945年美國和日本研究了大豆蛋白纖維，美國商品名為Soylon，吸水率為11％左右；1948年美國Varinia Carol Chemical公司開發(fā)了玉米蛋白纖維Vicara；1969年日本東洋紡公司研制和試生產(chǎn)牛奶蛋白纖維，取名為Chinon，是由牛奶蛋白和丙烯腈接枝共聚合反應(yīng)而制得。 1.2 大豆蛋白纖維 大豆蛋白纖維是一種再生植物蛋白纖維，從大豆中提煉出來的蛋白質(zhì)溶解液經(jīng)濕法紡絲而成。我國從20世紀(jì)90年代開始，由河南省濮陽華良化學(xué)生物工程聯(lián)合集團(tuán)公司李官奇等同志耗資6000多萬元，開發(fā)研究大豆蛋白纖維，并率先獲得成功。2000年3月由河南省遂平華康生物工程有限公司在世界上首次實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。 大豆蛋白纖維原料來自生物資源的大豆粕，原料豐富、數(shù)量大，且具有可再生性，不會對資源造成掠奪性開發(fā)，在大豆蛋白纖維生產(chǎn)過程中不會對環(huán)境造成污染，且大部分助劑和半成品纖維均可回收重新使用，而提純蛋白后留下的殘渣還可以作為飼料。其生產(chǎn)過程完全符合環(huán)境要求，大豆蛋白纖維既具有天然蠶絲的優(yōu)良性能，又具有合成纖維的機(jī)械性能，既滿足了人們對穿著的舒適性、美觀性的追求，又符合服裝免燙，洗可穿的潮流。 2 大豆蛋白纖維性能及其織物特點 2.1 大豆蛋白纖維產(chǎn)品性能 目前尚未有大豆蛋白纖維的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其產(chǎn)品的主要技術(shù)參數(shù)引用華康集團(tuán)對外公布的參數(shù)： 纖度：0.85dtex-2.2dtex 濕斷裂強(qiáng)度：3.04cN/dtex 濕斷裂伸長率：22.7％ 干斷裂強(qiáng)度：3.25cN/dtex 干斷裂伸長率：20.53％ 回潮率：12.38％ 2.2 大豆蛋白纖維織物特點 2.2.1 舒適性好 大豆蛋白纖維面料不但有優(yōu)異的視覺效果，而且在穿著舒適性方面更有不凡的特性。以大豆蛋白纖維為原料的面料摩擦性能、彎曲性能和懸垂性優(yōu)于蠶絲和棉纖維，手感柔軟、滑爽，懸垂性較好；其吸濕性與棉相當(dāng)，而導(dǎo)濕透氣性遠(yuǎn)優(yōu)于棉，是制作高檔內(nèi)衣和時裝的首選面料。 2.2.2 染色性好 大豆蛋白纖維本色為淡黃色，很像柞蠶絲色。其結(jié)構(gòu)中含有羥基、氨基、羧基等極性基團(tuán)，可用酸性染料、活性染料和直接染料染色。尤其是采用活性染料染色，產(chǎn)品顏色鮮艷而有光澤，同時其日曬牢度和浸漬牢度也非常好，與真絲產(chǎn)品相比解決了染色鮮艷度與染色牢度之間的矛盾（真絲產(chǎn)品日曬牢度和汗?jié)n牢度極差，很容易掉色）。 2.2.3 物理機(jī)械性能好 該種纖維的干強(qiáng)3.8cN/dtex-4.0cN/dtex，伸長18％-21％，濕強(qiáng)2.5 cN/dtex-3.0cN /dtex，彈性模量0.69Mpa-1.27Mpa，標(biāo)態(tài)回潮率8.6％。干強(qiáng)比羊毛、棉、蠶絲的強(qiáng)度都高，僅次于滌綸等強(qiáng)度高的化學(xué)纖維。濕強(qiáng)與棉纖維相近，表明其能夠承受許多機(jī)械和化學(xué)處理，不致于使織物強(qiáng)力損傷而失去服用價值。而其纖度已可達(dá)到0.8dtex。目前利用1.27dtex的棉型纖維在棉紡設(shè)備上已紡出6dtex的高品質(zhì)紗，可開發(fā)高檔的高支高密面料。由于大豆蛋白纖維的初始模量偏高，而沸水收縮率低，故面料尺寸穩(wěn)定性好。在常規(guī)滌綸下不必?fù)?dān)心織物的收縮，抗皺性也非常出色，且易洗、快干。 2.2.4 保健功能性 大豆蛋白纖維與人體皮膚親和性好，且含有多種人體所必須的氨基酸，具有良好的保健作用。在大豆蛋白纖維紡絲工藝中加入一定量的有殺菌消炎作用的中草藥與蛋白質(zhì)側(cè)鏈以化學(xué)鍵相結(jié)合，藥效顯著且持久，避免了棉制品用后整理的方法開發(fā)功能性產(chǎn)品其藥效難以持續(xù)的缺點。大豆蛋白纖維填補(bǔ)了我國作為紡織大國在紡織原料開發(fā)方面的一項空白。它的出現(xiàn)必將在棉紡、毛紡、絹紡領(lǐng)域掀起新產(chǎn)品的開發(fā)浪潮，給紡織企業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇。 大豆蛋白纖維的品種適應(yīng)性較廣，可純紡、混紡或交織，既可制得風(fēng)格類似棉織物的棉型產(chǎn)品和類似毛織物的毛型產(chǎn)品，又可織制絲綢型產(chǎn)品。但對其在紡紗中抗靜電、上漿中的壓力、織造中的上機(jī)張力、染色中的溫度等問題要引起高度重視。 3 大豆蛋白纖維生產(chǎn)工藝 大豆蛋白纖維是以豆粕為原料，利用生物工程技術(shù)提取豆粕中的球蛋白并提純，提純的球蛋白改變空間結(jié)構(gòu)，再添加羥基和氰基高聚物配制成一定濃度的蛋白紡絲液，經(jīng)熟成后用濕法紡絲工藝紡成單絲0.9dtex-3.0dtex的絲束，通過醛化穩(wěn)定纖維的性能，再經(jīng)過牽伸、卷曲、熱定型、切斷等工序生產(chǎn)出各種長度規(guī)格的大豆蛋白短纖維。 3.1 工藝流程 豆粕水浸→分離→沉淀→水洗→再次沉淀→甩干→溶解→過濾→接枝→二次接枝→熟成→過濾→貯存→過濾→膠泡→過濾→紡絲→脫水→濕牽伸→浴牽伸→烘干→預(yù)熱→熱定型→冷卻→集束→致密→水洗→上油→烘干→卷曲→熱定型→切斷→打包→入庫 3.2 原料 本產(chǎn)品所需主要原料為豆粕，是油脂車間的副產(chǎn)品，在我國資源十分豐富，屬廢物綜合利用。資源取之不盡，用之不竭。而以石油為主要原料的合成纖維會因資源問題而影響其發(fā)展。 3.3 工藝設(shè)備 生產(chǎn)大豆蛋白纖維的工藝設(shè)備均為國產(chǎn)設(shè)備。 制液車間：主要是提取蛋白質(zhì)和紡絲原液的制備，其主要設(shè)備為低壓容器釜，使用壓力0.3Mpa，溫度110℃左右，材質(zhì)為不銹鋼，由濮陽華康集團(tuán)制造。 紡絲：大豆蛋白纖維紡絲機(jī)選用山西經(jīng)緯紡織機(jī)械廠生產(chǎn)的YWH7401型紡絲機(jī)及配套設(shè)備，該機(jī)是在原維綸紡絲機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計的大豆蛋白纖維專用紡絲機(jī)。 后整理：包括醛化、烘干等配套設(shè)備，醛化機(jī)選用邵陽二紡機(jī)生產(chǎn)的長絲醛化機(jī)，烘干機(jī)選用鄭紡機(jī)生產(chǎn)的長絲烘干機(jī)。 4 結(jié)束語 （1）紡制大豆蛋白纖維的原料從大豆豆粕中提取，該豆粕是農(nóng)副產(chǎn)品榨過油的餅粕，從而能大大提高農(nóng)副產(chǎn)品的附加值，有效促進(jìn)農(nóng)副產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 （2）大豆蛋白纖維資源豐富，是21世紀(jì)的綠色環(huán)保新纖維。