大豆纤维

大豆蛋白纤维简介制取结构特点性能纺制存在的问题前景及制品简介大豆纤维是以脱去油脂的大豆豆粕作原料，提取植物球蛋白经合成后制成的新型再生植物蛋白纤维，是由我国纺织科技工作者自主开发，并在国际上率先实现了工业化生产的高新技术，也是迄今为止我国获得的唯一完全知识产权的纤维发明。在成为纤维之前，要从大豆中提取蛋白质与高聚物为原料，采用生物工程等高新技术处理，经湿法纺丝而成。这种单丝，细度细、比重轻、强伸度高、耐酸耐碱性强、吸湿导湿性好。有着羊绒般的柔软手感，蚕丝般的柔和光泽，棉的保暖性和良好的亲肤性等优良性能，还有明显的抑菌功能，被誉为“新世纪的健康舒适纤维”。大豆蛋白纤维是由华康集团董事长李官奇先生历经十年研究开发成功，获得世界发明专利金奖，李官奇先生的这项发明为纺织业带来了一场新的革命，在纤维材料发展史上和人造纤维发明史上开创了四个第一。制取方法大豆蛋白纤维的主要原料来自大豆榨完油后的大豆粕，将豆粕水浸、分离、提纯出球状蛋白质，添加功能性助剂，改变蛋白质空间结构，并在适当的条件下与羟基和氰基高聚物共聚接枝，通过湿法纺丝生成大豆蛋白纤维，在此时生成的纤维中蛋白质与羟基和氰基高聚物并没有完全发生共聚，具有相当的水溶性，还需经缩醛化处理才能成为性能稳定的纤维。醛化后的丝束经过卷曲、热定型、切断及加油工序后，成为纺织用的大豆蛋白纤维。制取大豆蛋白纤维的具体工艺流程图从大豆粕中提取纯蛋白质纯蛋白质溶解制成要求浓度按比例混合搅拌成纺丝原液PVA溶解成所需浓度过滤湿浴牵伸干热牵伸水洗上油半成品交联（缩醛化）半成品烘干卷曲定型切断大豆蛋白纤维结构大豆蛋白纤维横截面呈扁平状哑铃形、腰圆形、或不规则三角形。在电镜下可观察到它的纵向表面为梭子形条纹，同时还可观察到潜在的原纤结构,不光滑,表面呈不明显的凹凸沟漕，具有明显的皮芯层结构。大豆蛋白纤维与其他纤维的性能比较性能大豆纤维牛奶纤维干态断裂伸长率/％18~2125~35初始模量/cN·dtex-170~13060~80钩接强度/％75~8575~85打结强度/％85885回潮率/％7.6~8.65~8密度/g·cm-31.291.221.机械强度大豆蛋白纤维的干态断裂强度大于棉、毛、丝，而与涤纶相近，断裂伸长率与丝和粘胶纤维相接近，但是变异系数较大，尤其是断裂强度指示，这充分说明纤维存在较明显的强力不均给纺纱带来一定的困难。2.吸湿透气性大豆蛋白纤维的回潮率低于所有天然纤维，而高于常规合成纤维，因而大豆蛋白纤维织物放湿较快，这是影响织物湿热舒适性的关键因素。其织物穿着时的触体感觉优于丝与棉，但差与毛；它的热阻比较大，保暖性优于丝和棉。因此，大豆蛋白纤维加工的织物具有良好的湿热舒适特性。3.热学性能大豆蛋白纤维无熔点在160℃时，变微黄，强力有明显的下降；在200℃时，变为深黄；在300℃时，则开始炭化，变为褐色，纤维被破坏；未交联型大豆蛋白纤维在335℃开始热分解，失重明显，在435℃热分解严重；交联型大豆蛋白纤维在365℃开始有明显的热分解失重，在460℃热分解严重。4.燃烧特征燃烧性：可燃；接近火焰：软化，不熔不缩；在火焰中：即刻燃烧，不熔融；离开火焰：继续迅速燃烧；燃烧时气味：烧毛味；残渣形态：松而脆硬块手指可压碎5.摩擦性能大豆蛋白纤维的摩擦因数相对其他纤维偏低，动摩擦因数相对其他纤维偏低，动摩擦因数为0.235，静摩擦因数为0.287，二者的差值较小，仅为0.052。这表明该纤维及其制品手感较爽滑，使纺出的纱条抱合力差，松散易断。因此，在纺织过程中，需要加入一定量的油剂，以确保成网、成条及成纱的质量。由于该纤维的摩擦因数小，故适合加工要求手感柔软的产品。6.酸碱性由于大豆蛋白纤维大分子中含有氨基（-NH2）和羧基（-COOH），因此它可耐酸碱。在pH=1.7，处理60min后强度损伤仅为5.5％（与pH=7相比）；在pH=11时，处理60min后损伤为19.2%（与pH=7相比）。这说明大豆蛋白纤维的耐酸性比耐碱性好。7.染色性大豆蛋白纤维本色为淡黄色。它的分子结构中有许多极性基团，如羟基、缩醛基及氨基等，这些基团各有其自身的吸色性能。由于大豆蛋白纤维的特殊结构，因此它显示出介于纤维素纤维与化学纤维之间的染色性能，且具有良好的酸、碱稳定性，适用染色的染料范围较广泛。但是，大豆蛋白纤维使用较多的是酸性染料和活性染料，尤其是采用活性染料染色时产品鲜艳而有光泽，同时其日晒、汗渍色牢度也非常好，较好的解决了染色鲜艳度与染色牢度之间的矛盾。8.保健功能在大豆蛋白纤维中，一方面含有称作“蛋白质功能催效素”的类似纳米陶瓷粉体的一种功能物质；另一方面，大豆含有低聚糖、异黄酮和皂苷，而且大豆蛋白中的酪氨酸、苯丙氨酸在大豆蛋白纤维功能中也发挥了重要作用。它具有以下保健功能：（1）抑菌抗衰老功能（2）防紫外线功能（3）远红外功能（4）负氧离子功能1.大豆蛋白纤维的纯纺棉纺系统纺制纯大豆蛋白纤维的典型工艺流程如下：抓棉机自动混绵机梳针打手开棉机双棉箱给棉机成卷机梳棉机头道并条二道并条粗纱机细纱机纯大豆蛋白纤维纱2.大豆蛋白纤维的混纺大豆蛋白纤维/棉混纺：大豆蛋白纤维制条大豆蛋白纤维/毛混纺混梳混条头针二针三针四针混并（一道预并、三道预并）粗砂细沙棉纤维制条粗砂细沙络筒存在的问题（1）纤维的卷曲弹性回复率较低，给成纱带来一定的困难，同时，也会影响到织物的抗皱、保暖、手感等服用性能。（2）纤维吸湿后，大分子结合力减弱，结晶区变得松散，导致纤维存在明显的强力不均，给纺纱带来一定的困难。（3）纤维的耐热性较差当温度达到120℃左右时就开始发黄、发粘，不利于产品的染整加工。（4）纤维本身呈米黄色，用漂白剂进行漂白，很难获得洁白的效果，这给加工制作纯白色的服装带来一定的困难。（5）纤维在纺织加工中静电现象非常严重，需加入一定量的和毛油和水此工序比较麻烦，需在纺丝成纤时进行。前景大豆蛋白纤维的今后发展趋势主要集中在三个方面。一是开发针织内衣和睡衣，因为大豆蛋白纤维细度细，内衣制品手感特别柔软、光滑，穿着非常舒适，同时大豆蛋白纤维外层基本上是蛋白质，制品对人体皮肤更具保健作用，因此，大豆蛋白纤维在内衣领域上大有开发潜力；二是开发衬衫面料，大豆蛋白纤维的梭织产品在光泽上具有麻绢混纺风格，手感比绢挺、悬垂性好，抗皱性优于真丝且可用活性染料染色，染色牢度好，是制作高档衬衫的理想面料；三是开发混纺面料，大豆蛋白纤维还可以与蚕丝、羊毛、山羊绒、阳离子涤纶等纤维混纺。总之，随着大豆蛋白纤维产品开发的不断开展，利用其轻、柔软、光滑、强度高、吸湿、导湿、透气性好等诸多良好性能，会为未来的混纺产品赋予许多独特风格。大豆蛋白纤维作为以后总新型的再生植物纤维具有良好的发展前景和潜力，但是在该纤维的产品开发、产品定位及市场拓展上应该多下工夫！大豆纤维服饰目前市场上，大豆纤维的主要产品有T恤、内衣、海滩装、休闲服、运动服、时尚女装、衬衣、羊毛衫、西装、床上用品等，充分体现了大豆纤维应用的广泛化，普及化，同时也展现了大豆纤维无穷的风采和魅力。大豆纤维服装穿着舒适、外观华贵，既具有羊绒般柔软手感、蚕丝般柔和光泽，又符合服装免烫、洗可穿的潮流。作为内衣大豆蛋白纤维与人体皮肤亲和性好，且含有多种人体所必须的氨基酸，具有良好的保健作用。