大豆蛋白纤维
大豆蛋白纤维（PVA-SPF）是我国首创的一种高科技、 高附加价值的新型纺织原料。由于该纤维主要成分是大豆蛋白质, 所用的辅料、助剂均无毒,因此, 它被誉为新世纪“绿色环保纤维”。这种纤维既具有羊绒般的手感, 蚕丝般的光泽, 棉纤维的吸湿和导湿性, 又具有合成纤维的机械性能。
大豆蛋白纤维的出现迎合了生态环保的需求和人们对服饰穿着舒适性、功能性、美观性的追求, 是一种极具潜力和开发前景的新型纺织材料。
大豆蛋白纤维纺制工艺
以榨过油后的大豆废粕为原料, 利用生物技术, 将豆粕中的球蛋白提纯, 并利用助剂、 生物酶的作用使提纯的球蛋白改变空间结构, 再添加羟基和氨基等高聚物, 配制成一定浓度的蛋白纺丝液, 熟成后, 用湿法纺丝工艺纺成单纤为0.9~3dtex的丝束, 经醛化稳定纤维的性能后, 再经过卷曲、 热定型、 切断, 即可生产出各种规格的纺织用高档纤维。
大豆蛋白纤维的生产过程主要借助生物工程技术对传统纤维进行改良，根据相关数据分析,大豆榨油后的大豆饼中含有蛋白质,通常仅作为肥料使用。然而,经化学方式进行加工后,可以从大豆饼中提炼出蛋白质,制成大豆蛋白纤维大大提高了大豆饼的使用效率。其生产过程对环境无污染, 产品的废弃物易生物降解,绿色环保。
大豆蛋白纤维的结构
1.物理结构
大豆蛋白纤维的横截面呈哑铃形或腰圆形, 中间有微孔, 皮芯结构明显, 且皮层相当厚, 具有一定的抗变性能。
纵截面形态呈不规则的沟槽和海岛状凹凸, 有利于纤维的吸湿、 导湿、 透气、 传热。
2.化学结构
大豆蛋白纤维是由聚乙烯醇和大豆蛋白双组分构成。
聚乙烯醇属于碳链高聚物, 大分子呈碳-碳链连接, 其分子链上含有大量的羟基, 平均一个大分子有1400-1800个。由于羟基的极性作用, 使得碳分子链的柔曲性降低, 属刚性偏强的大分子。
大豆蛋白属于天然杂链高聚物, 大分子由酰胺键相互连接, 链段长度较小, 属于柔性链。由于大豆蛋白大分子具有体积较大的支链, 因此大分子的构象呈α-螺旋形。蛋白质在张力、 湿热等诸多条件下易变性, 变性后的大豆蛋白分子链被舒展, 呈直线形的β-链。
大豆蛋白纤维的性能
1.摩擦性能
大豆蛋白纤维的摩擦系数很小, 特别是动摩擦系数, 仅为0.052, 因而, 用大豆蛋白纤维织成的面料滑爽而柔软。
2.透气性能
下表为大豆蛋白纤维与其它纤维透气性的比较
由表可知, 透气性: 大豆蛋白>蚕丝>腈纶>涤纶>锦纶>丙纶, 大豆蛋白针织物透气量最大, 透气性最好, 湿阻也最小。
3.机械性能
相比于羊毛、棉花、蚕丝,大豆纤维的断裂强度更高。再加上大豆蛋白纤维具有较高的初始模量以及较低的沸水收缩率,稳定性较强。在常规洗涤条件下,织物的收缩较小,而且具有较强的抗皱性,易吸快干的特点。
4.化学性能
大豆蛋白纤维的玻璃化温度为81 ℃,分解温度为330 ℃,热稳定性比羊毛差。大豆蛋白纤维在干热空气和沸水中的热收缩率均高于羊毛,说明湿热尺寸稳定性差。大豆蛋白纤维在紫外线照射120 h后,强力下降9.8%,断裂伸长和变异系数略有增加,说明大豆蛋白纤维具有较好的耐日光性能。
基于这些性能豆蛋白纤维的产物不仅可以像蚕丝等传统织物一样具有导湿、透气等优良特性,而且贴身穿着时不会对皮肤产生伤害,更不会引发过敏等不良症状,可用作高端织物的原材料。
大豆蛋白纤维的应用
1.针织内衣和睡衣
相比于棉、黏胶纤维、羊毛等,大豆蛋白纤维具有较高的断裂强度,再加上较为细腻,常常用于内衣和睡衣的加工制造。与此同时,这一纤维内含丰富的蛋白质,制品对于皮肤也有较强的保健功能。
2.开发衬衫用面料
大豆蛋白纤维的梭织产品在光泽上具有麻绢混纺产品风格, 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。
3.混纺面料
大豆蛋白纤维可以融入蚕丝、棉、黏粘纤维、羊毛、山羊绒等纤维中,在混纺面料的开发方面发挥巨大的价值,能进一步丰富大豆纤维自身的性能。
将大豆纤维与蚕丝混纺,能够有效规避真丝织物因汗湿而紧贴人体所带来的冰冷感。
将其融入于羊毛中,与羊毛纤维混纺时,羊毛纤维的性能会与大豆纤维达到一致,在提升使用者满意度的同时,避免生产成本的浪费。
大豆蛋白纤维材料无论是从内在性质还是经济价值,又或者是对传统纺织业的促进作用来说,都是值得推广的好材料。大豆蛋白纤维具有透气、光滑等性能,与其他材料如蚕丝或者棉花等混合后,其他材料也有了与大豆蛋白纤维相似的优良性质。因此,大豆蛋白纤维制品越来越被大家青睐。随着研究的不断深入,其利用价值将会被不断地开发,市场也会不断地扩大,应用前景十分可观。