大豆蛋白纖維

大豆蛋白纖維（PVA-SPF）是我國首創的一種高科技、 高附加價值的新型紡織原料。由于該纖維主要成分是大豆蛋白質, 所用的輔料、助劑均無毒,因此, 它被譽為新世紀“綠色環保纖維”。這種纖維既具有羊絨般的手感, 蠶絲般的光澤, 棉纖維的吸濕和導濕性, 又具有合成纖維的機械性能。

大豆蛋白纖維的出現迎合了生态環保的需求和人們對服飾穿着舒适性、功能性、美觀性的追求, 是一種極具潛力和開發前景的新型紡織材料。

大豆蛋白纖維紡制工藝

以榨過油後的大豆廢粕為原料, 利用生物技術, 将豆粕中的球蛋白提純, 并利用助劑、 生物酶的作用使提純的球蛋白改變空間結構, 再添加羟基和氨基等高聚物, 配制成一定濃度的蛋白紡絲液, 熟成後, 用濕法紡絲工藝紡成單纖為0.9~3dtex的絲束, 經醛化穩定纖維的性能後, 再經過卷曲、 熱定型、 切斷, 即可生産出各種規格的紡織用高檔纖維。

大豆蛋白纖維的生産過程主要借助生物工程技術對傳統纖維進行改良，根據相關數據分析,大豆榨油後的大豆餅中含有蛋白質,通常僅作為肥料使用。然而,經化學方式進行加工後,可以從大豆餅中提煉出蛋白質,制成大豆蛋白纖維大大提高了大豆餅的使用效率。其生産過程對環境無污染, 産品的廢棄物易生物降解,綠色環保。

大豆蛋白纖維的結構

1.物理結構

大豆蛋白纖維的橫截面呈啞鈴形或腰圓形, 中間有微孔, 皮芯結構明顯, 且皮層相當厚, 具有一定的抗變性能。

縱截面形态呈不規則的溝槽和海島狀凹凸, 有利于纖維的吸濕、 導濕、 透氣、 傳熱。

2.化學結構

大豆蛋白纖維是由聚乙烯醇和大豆蛋白雙組分構成。

聚乙烯醇屬于碳鍊高聚物, 大分子呈碳-碳鍊連接, 其分子鍊上含有大量的羟基, 平均一個大分子有1400-1800個。由于羟基的極性作用, 使得碳分子鍊的柔曲性降低, 屬剛性偏強的大分子。

大豆蛋白屬于天然雜鍊高聚物, 大分子由酰胺鍵相互連接, 鍊段長度較小, 屬于柔性鍊。由于大豆蛋白大分子具有體積較大的支鍊, 因此大分子的構象呈α-螺旋形。蛋白質在張力、 濕熱等諸多條件下易變性, 變性後的大豆蛋白分子鍊被舒展, 呈直線形的β-鍊。

大豆蛋白纖維的性能

1.摩擦性能

大豆蛋白纖維的摩擦系數很小, 特别是動摩擦系數, 僅為0.052, 因而, 用大豆蛋白纖維織成的面料滑爽而柔軟。

2.透氣性能

下表為大豆蛋白纖維與其它纖維透氣性的比較

由表可知, 透氣性: 大豆蛋白>蠶絲>腈綸>滌綸>錦綸>丙綸, 大豆蛋白針織物透氣量最大, 透氣性最好, 濕阻也最小。

3.機械性能

相比于羊毛、棉花、蠶絲,大豆纖維的斷裂強度更高。再加上大豆蛋白纖維具有較高的初始模量以及較低的沸水收縮率,穩定性較強。在常規洗滌條件下,織物的收縮較小,而且具有較強的抗皺性,易吸快幹的特點。

4.化學性能

大豆蛋白纖維的玻璃化溫度為81 ℃,分解溫度為330 ℃,熱穩定性比羊毛差。大豆蛋白纖維在幹熱空氣和沸水中的熱收縮率均高于羊毛,說明濕熱尺寸穩定性差。大豆蛋白纖維在紫外線照射120 h後,強力下降9.8%,斷裂伸長和變異系數略有增加,說明大豆蛋白纖維具有較好的耐日光性能。

基于這些性能豆蛋白纖維的産物不僅可以像蠶絲等傳統織物一樣具有導濕、透氣等優良特性,而且貼身穿着時不會對皮膚産生傷害,更不會引發過敏等不良症狀,可用作高端織物的原材料。

大豆蛋白纖維的應用

1.針織内衣和睡衣

相比于棉、黏膠纖維、羊毛等,大豆蛋白纖維具有較高的斷裂強度,再加上較為細膩,常常用于内衣和睡衣的加工制造。與此同時,這一纖維内含豐富的蛋白質,制品對于皮膚也有較強的保健功能。

2.開發襯衫用面料

大豆蛋白纖維的梭織産品在光澤上具有麻絹混紡産品風格, 手感比絹挺、 懸垂性好, 抗皺性優于真絲且可用活性染料染色, 染色牢度好, 是制作高檔襯衫的理想面料。

3.混紡面料

大豆蛋白纖維可以融入蠶絲、棉、黏粘纖維、羊毛、山羊絨等纖維中,在混紡面料的開發方面發揮巨大的價值,能進一步豐富大豆纖維自身的性能。

将大豆纖維與蠶絲混紡,能夠有效規避真絲織物因汗濕而緊貼人體所帶來的冰冷感。

将其融入于羊毛中,與羊毛纖維混紡時,羊毛纖維的性能會與大豆纖維達到一緻,在提升使用者滿意度的同時,避免生産成本的浪費。

大豆蛋白纖維材料無論是從内在性質還是經濟價值,又或者是對傳統紡織業的促進作用來說,都是值得推廣的好材料。大豆蛋白纖維具有透氣、光滑等性能,與其他材料如蠶絲或者棉花等混合後,其他材料也有了與大豆蛋白纖維相似的優良性質。因此,大豆蛋白纖維制品越來越被大家青睐。随着研究的不斷深入,其利用價值将會被不斷地開發,市場也會不斷地擴大,應用前景十分可觀。

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