摘要：介紹了蛋白纖維發(fā)展概況、生產工藝與設備、產品及其織物特點 關鍵詞：綠色纖維，生產工藝，特性 中圖分類號：TQ341.5 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7093（2002）03-0035-03 現代科技成果開辟了纖維更加廣泛的來源和應用領域，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世紀的全球性主題，是事關人類生存質量和實現紡織業(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)，具有完全知識產權的纖維材料。我國萬噸大豆蛋白纖維生產線已開始建設，將對紡織產品的創(chuàng)新產生較大的影響。 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世紀末和20世紀初國外就開始了研究。1894年在明膠液中加入甲醛進行紡絲，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溶解液經濕法紡絲而成。我國從20世紀90年代開始，由河南省濮陽華良化學生物工程聯合集團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工業(yè)化生產。 大豆蛋白纖維原料來自生物資源的大豆粕，原料豐富、數量大，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 大豆蛋白纖維產品性能 目前尚未有大豆蛋白纖維的國家標準或行業(yè)標準，其產品的主要技術參數引用華康集團對外公布的參數： 纖度：0.85dtex-2.2dtex 濕斷裂強度：3.04cN/dtex 濕斷裂伸長率：22.7％ 干斷裂強度：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，而導濕透氣性遠優(yōu)于棉，是制作高檔內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。其結構中含有羥基、氨基、羧基等極性基團，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，與真絲產品相比解決了染色鮮艷度與染色牢度之間的矛盾（真絲產品日曬牢度和汗?jié)n牢度極差，很容易掉色）。 2.2.3 物理機械性能好 該種纖維的干強3.8cN/dtex-4.0cN/dtex，伸長18％-21％，濕強2.5 cN/dtex-3.0cN /dtex，彈性模量0.69Mpa-1.27Mpa，標態(tài)回潮率8.6％。干強比羊毛、棉、蠶絲的強度都高，僅次于滌綸等強度高的化學纖維。濕強與棉纖維相近，表明其能夠承受許多機械和化學處理，不致于使織物強力損傷而失去服用價值。而其纖度已可達到0.8dtex。目前利用1.27dtex的棉型纖維在棉紡設備上已紡出6dtex的高品質紗，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)滌綸下不必擔心織物的收縮，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側鏈以化學鍵相結合，藥效顯著且持久，避免了棉制品用后整理的方法開發(fā)功能性產品其藥效難以持續(xù)的缺點。大豆蛋白纖維填補了我國作為紡織大國在紡織原料開發(fā)方面的一項空白。它的出現必將在棉紡、毛紡、絹紡領域掀起新產品的開發(fā)浪潮，給紡織企業(yè)帶來新的發(fā)展機遇。 大豆蛋白纖維的品種適應性較廣，可純紡、混紡或交織，既可制得風格類似棉織物的棉型產品和類似毛織物的毛型產品，又可織制絲綢型產品。但對其在紡紗中抗靜電、上漿中的壓力、織造中的上機張力、染色中的溫度等問題要引起高度重視。 3 大豆蛋白纖維生產工藝 大豆蛋白纖維是以豆粕為原料，利用生物工程技術提取豆粕中的球蛋白并提純，提純的球蛋白改變空間結構，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，再經過牽伸、卷曲、熱定型、切斷等工序生產出各種長度規(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 本產品所需主要原料為豆粕，是油脂車間的副產品，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 工藝設備 生產大豆蛋白纖維的工藝設備均為國產設備。 制液車間：主要是提取蛋白質和紡絲原液的制備，其主要設備為低壓容器釜，使用壓力0.3Mpa，溫度110℃左右，材質為不銹鋼，由濮陽華康集團制造。 紡絲：大豆蛋白纖維紡絲機選用山西經緯紡織機械廠生產的YWH7401型紡絲機及配套設備，該機是在原維綸紡絲機的基礎上設計的大豆蛋白纖維專用紡絲機。 后整理：包括醛化、烘干等配套設備，醛化機選用邵陽二紡機生產的長絲醛化機，烘干機選用鄭紡機生產的長絲烘干機。 4 結束語 （1）紡制大豆蛋白纖維的原料從大豆豆粕中提取，該豆粕是農副產品榨過油的餅粕，從而能大大提高農副產品的附加值，有效促進農副產品的結構調整和農業(yè)經濟的發(fā)展。 （2）大豆蛋白纖維資源豐富，是21世紀的綠色環(huán)保新纖維。 （作者：翁卸元）