再生蛋白質(zhì)纖維課件

再生蛋白質(zhì)纖維主要內(nèi)容再生蛋白質(zhì)纖維的發(fā)展歷程大豆蛋白纖維牛奶纖維再生絲素纖維再生蛋白質(zhì)纖維的發(fā)展歷程

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進(jìn)行紡絲，制得酪素纖維。

1935年，F(xiàn)erretti進(jìn)一步對酪素纖維的制備進(jìn)行了研究，意大利SNIA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公司制備了花生蛋白纖維；日本油脂公司開發(fā)了以大豆為原料的纖維。1939年，CornProductRefining公司將從玉米中提煉的蛋白質(zhì)用醇或堿溶解紡絲制得玉米蛋白纖維。大豆蛋白纖維概述主要性能應(yīng)用大豆蛋白纖維概述

大豆蛋白纖維制造原料取材于榨過油的豆粕。豆粕浸泡后提取其中的蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)經(jīng)提純?nèi)〕銎渲械那蛐偷鞍?，球型蛋白?3-55%）與羥基高聚物(PVA，45-77%)通過引發(fā)劑進(jìn)行接枝，制成一定濃度的蛋白質(zhì)紡絲溶液，經(jīng)濕法紡絲而成。目前，已開發(fā)的大豆蛋白纖維品種主要是大豆纖維短纖

(1.28dtex／38mm、51mm、76mm，1.69dtex／38mm、51mm、76mm)，纖維橫截面呈扁平狀不規(guī)則啞鈴形。大豆蛋白均勻分布在聚乙烯醇組分中形成海島形結(jié)構(gòu)，中間有微孔，縱向表面呈現(xiàn)不明顯的溝槽，且具有一定的卷曲。大豆蛋白纖維概述大豆蛋白纖維的性能物理機(jī)械性能：大豆蛋白纖維的干態(tài)斷裂強(qiáng)力接近滌綸，高于棉、粘膠纖維、蠶絲和羊毛；干斷裂伸長度高于棉，與蠶絲和粘膠纖維接近；初始模量高于真絲。物理機(jī)械性能良好。摩擦性能：

摩擦系數(shù)與棉相似；摩擦系數(shù)和抗彎性小于真絲，織物懸垂性好。

彈性：

纖維卷曲率1.65％，一般化纖為10-15％，因而纖維的抱合力小，紡紗時要加抗滑劑；殘留卷曲率0.88％，一般化纖為10％，纖維卷曲易伸直，卷曲牢度低；纖維彈性回復(fù)率55.4％，一般化纖為70-80％，卷曲牢度低于一般化纖，從而纖維彈性較差。耐酸堿性：對一般溶劑及堿的穩(wěn)定性較好，在稀堿溶液中，纖維重量有微量損失，即部分溶解；在濃度較高的酸溶液中會分解，對濃酸不穩(wěn)定。其耐酸耐堿性能與羊毛、蠶絲基本相同。大豆蛋白纖維的性能耐曬性能：纖維放在室外風(fēng)吹雨淋日曬兩個月，其顏色變淺，強(qiáng)力下降11％，不發(fā)霉。用紫外線燈照射120h，強(qiáng)力下降9.8％。說明纖維耐日曬能力強(qiáng)，且抗紫外線能力優(yōu)于棉纖維，更優(yōu)于粘膠纖維和蠶絲。

耐熱性能：纖維熱收縮率較大（干熱2.3%，沸水2.2%），無熔點，160℃微黃、強(qiáng)力明顯下降，200℃深黃，300℃開始炭化、變?yōu)楹稚茐?。染色和定型溫度不宜超過100℃

。

抗靜電性能：

纖維的質(zhì)量比電阻明顯小于其它化纖，接近于蠶絲纖維，靜電效應(yīng)小，有利于紡織加工和用于衣著。大豆蛋白纖維的性能熱濕舒適性能：熱傳遞性與棉接近，具有良好熱舒適性。保暖性能優(yōu)于棉織物，放濕性能較好，與棉、粘膠纖維、蠶絲接近，濕熱舒適性較好?？椢飳?dǎo)濕性稍低于丙綸和滌綸，高于錦綸、睛綸、蠶絲。透氣性優(yōu)于蠶絲、丙綸、滌綸、睛綸、錦綸。大豆蛋白纖維的性能透氣性導(dǎo)濕性保暖性應(yīng)用

目前，國內(nèi)就大豆蛋白纖維面料主要開發(fā)了下述產(chǎn)品：

（1）蠶絲／大豆蛋白纖維品種系列。其混紡面料具有色澤鮮艷、閃光、雙色、同色效果，手感滑糯，輕盈飄逸，可作高檔絲綢服裝面料。

（2）羊絨、羊毛／大豆蛋白纖維品種系列。有花呢、嗶嘰、板司呢等，可以色織、條染、批染、產(chǎn)品具有彈性優(yōu)良、手感滑糯、光澤持久、色澤堅牢等特點，可作高檔西服、女套裝和襯衣面料。（3）大豆蛋白纖維／化學(xué)纖維品種系列。大豆蛋白纖維和化學(xué)纖維混紡交織產(chǎn)品制成具有毛型、絲型手感風(fēng)格的面料，如仿毛型花呢、板司呢等；可開發(fā)中高檔仿毛型產(chǎn)品，手感挺括、光澤好、吸濕性好、穿著舒適，可提高產(chǎn)品檔次。（4）純大豆纖維面料及其彈力織物。純大豆蛋白纖維制成的面料，具有棉型和毛型風(fēng)格；大豆彈力織物，可將大豆纖維包覆氨綸或其它纖維包覆氨綸與大豆纖維交織，制成緯向彈力或雙彈性織物，其成品具有色澤鮮艷、手感柔軟、光澤好等特點。應(yīng)用牛奶纖維概述

牛奶是人們生活中不可或缺的食品，近年來牛奶的生產(chǎn)量不斷提高，各牛奶生產(chǎn)企業(yè)間的競爭也日益激烈，以牛奶為原料加工為高級服裝用纖維材料是當(dāng)今“環(huán)保纖維”研究的熱點之一。牛奶纖維在荷蘭、日本等一些國家已有批量生產(chǎn)，且牛奶纖維內(nèi)衣已由日本進(jìn)入香港市場，進(jìn)而進(jìn)入廣州市場，因其穿著特別舒適，易洗快干、耐用，而深受高收入消費群體的歡迎。日本東洋紡公司開發(fā)出了性能優(yōu)異的以牛奶為原料的再生蛋白質(zhì)纖維——Chinon，上海“正家”牛奶絲科技公司生產(chǎn)了“正家牌”牛奶蛋白纖維。牛奶纖維加工工藝牛奶纖維的性能特征真絲般的手感：牛奶纖維具有光滑的手感，觸摸時感覺溫暖，具有真絲般的手感，同時，其手感柔軟，易彎曲。優(yōu)雅的光澤：牛奶纖維具有柔和、優(yōu)雅的真絲般的光澤。極好的保暖性：牛奶纖維具有類似于真絲的低熱傳導(dǎo)率，所以保暖性好。在對織物進(jìn)行的冷暖觸感的測定中，牛奶纖維表現(xiàn)出的溫暖感最好；對穿著保溫性的測定表明，牛奶纖維的保溫性比蠶絲好。導(dǎo)濕性與速干性：牛奶纖維能快速吸收水分，并且吸濕后能很快將水分散發(fā)出，不會象真絲和棉織物那樣被汗水潤濕后就貼在身上，同時保持真絲般的光滑和柔順，不會有悶熱的不舒服感。牛奶纖維洗后能速干?！罢摇迸Ｄ痰鞍桌w維是繼第一代天然纖維與第二代合成纖維后的第三代新穎纖維，是紡織材料中新的里程碑，牛奶絲不僅集前二代纖維優(yōu)點于一身，更具有生物保健功能和天然持久抑菌功效。

“正家牌”牛奶蛋白纖維經(jīng)上海出入境檢驗疫局測試鑒定是100％牛奶纖維，酸堿度PH值為6.80，呈微酸性與皮膚保持一致，也不含致癌偶氮染料，完全符合歐共體提出的紡織品生化標(biāo)準(zhǔn)ECO-100規(guī)定的“出口紡織品呈中性或微酸性”及“禁用致癌偶氮染料”。

“正家”牛奶絲產(chǎn)品在我國屬首創(chuàng)，并獲國家專利，被列入上海市高新技術(shù)轉(zhuǎn)化A級項目。正家牛奶絲服飾面料更被評為2001-2002年流行面料入圍產(chǎn)品?！罢摇迸Ｄ痰鞍桌w維

更舒適

“正家”牛奶蛋白纖維由于其重要原料是牛奶蛋白質(zhì)，故含有的氨基酸有17種之多（經(jīng)中科院上海生化所測定），以牛奶絲織布成衣，貼身穿著有潤膚養(yǎng)膚，滋滑皮膚的功效。其面料有質(zhì)地輕盈、柔軟、穿著透氣，導(dǎo)濕、爽身的特性，更是制作兒童服飾和女士內(nèi)衣的理想面料。

“正家”牛奶蛋白纖維

更多樣化

它既有絲質(zhì)般的手感可做高檔內(nèi)衣，又具垂墜飄逸可制成貼身優(yōu)雅的晚裝及流行時裝?！罢摇迸Ｄ痰鞍桌w維是提煉自牛乳中的材料，并與高科技相結(jié)合，其獨特的功能與其它纖維混合，既保留原有的纖維特性，更可提升布料的功能和品質(zhì)。“正家”牛奶蛋白纖維牛奶纖維的應(yīng)用

牛奶纖維由于具有優(yōu)越的自然光澤和水分保持性，可用作各種外衣面料，如：針織套衫、T恤衫、女式襯衣、牛仔褲等，還可用于制作內(nèi)衣和貼身衣服。由于牛奶纖維具有良好的保暖性，因此成為制作寢具的理想材料，當(dāng)然價格也比較昂貴，此外，該纖維還可用作日常生活中的許多產(chǎn)品，如毛巾、浴巾、手帕等。再生絲素纖維概述加工方法產(chǎn)品性能概述

蠶絲纖維在紡織品以外的其它領(lǐng)域的應(yīng)用，近20年來得到廣泛的關(guān)注和研究，也確實為蠶絲找到了許多新的用途。如：用于生物醫(yī)療領(lǐng)域的絲素膜、絲素生物傳感器及藥物釋放材料等。絲素溶液還被廣泛用于紡織品的功能性整理以及作為酶的載體。但蠶絲纖維作為“纖維皇后”，其紡織新產(chǎn)品的開發(fā)一直未能取得根本性的突破，近年來再生絲素纖維的研制逐漸受到了重視，并已取得了一些研究成果。雖然這些方法離再生絲素纖維的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)還有一定的差距，但已經(jīng)形成了比較完善的再生成形方法。加工方法基本加工過程：

先將蠶絲脫膠后得到絲素纖維，然后將絲素纖維溶解在適當(dāng)?shù)娜軇┲械玫皆偕z素溶液。此后的加工有兩種基本形式，一是將所得的再生絲素溶液直接進(jìn)行紡絲，稱為自析法成纖，即在絲纖維凝固成形的過程中去除溶液中的其它離子或低分子物質(zhì)；二是將再生絲素溶液經(jīng)過透析、成膜后再溶解在溶劑中得到紡絲液，然后進(jìn)行紡絲，稱為透析再溶法成纖。

加工方法再生絲素溶液的制備將脫膠后的絲素，在一定的溫度下，經(jīng)過一定的時間，溶解在一定的溶劑體系中得到再生絲素溶液。溶劑體系組成溶解溫度（℃）溶解時間（min）CaCl2/CH3CH2OH/H2O（1:2:8摩爾比）8530LiBr·H2O/CH3CH2OH（40/60）（MU溶劑體系）75~802409mol/LLiBr40完全溶解為止再生絲素溶液的制備方法

加工方法紡絲液的制備：

自析法成纖是將絲素溶于MU溶液中直接制得紡絲液。

透析再溶法成纖是將再生絲素溶液在去離子水中透析3~4天，去除溶液中的離子和低分子物質(zhì)，然后經(jīng)過冷凍干燥或在常溫下使水分蒸發(fā)得到再生絲素膜，最后將膜溶解在溶劑中得到紡絲液。所使用的溶劑主要有六氟異丙醇（HFIP）和六氟丙酮的水合物（HFA·H2O）。自析法紡絲液的濃度一般應(yīng)在20wt%以上，透析再溶法紡絲液的濃度一般應(yīng)在10wt%左右。

在氮氣等氣體擠壓下，紡絲液進(jìn)入噴絲頭形成液體細(xì)流（稱為絲條），先使絲條經(jīng)過2cm左右的空氣隙初步凝固，然后進(jìn)入凝固浴，絲條凝固成形。為了使纖維內(nèi)的分子具有良好的取向度，需要對凝固后的絲纖維進(jìn)行一定倍數(shù)的牽伸，牽伸可以在一定溫度的水中（如：60℃）中進(jìn)行。紡絲成形中使用的凝固劑主要有甲醇、乙醇和異丙醇。紡絲成形及后加工加工方法加工方法1-噴絲口，2-凝固浴，3-第一羅拉，4-牽伸浴，5-第二羅拉（卷繞）再生絲素紡絲裝置示意圖紡絲成形及后加工試樣拉伸條件拉伸倍數(shù)細(xì)度dtex密度g/㎝3拉伸強(qiáng)度cN/dtex伸長率%初始模量cN/dtex1空氣1.2434/6f1.3450.61.743.12空氣2.2224/6f1.3471.092.451.93水（18.5℃）2.8168/6f1.3471.562.549.34水（61℃）3.2149/6f1.3470.961143.4蠶絲———1.33~1.452.64~3.5215~2544~88羊毛———1.320.88~1.5025~359.7~22靜電紡再生絲素纖維靜電紡絲的概念靜電紡纖維的特點再生絲素的靜電紡絲靜電紡再生絲素纖維的結(jié)構(gòu)靜電紡絲的概念

靜電紡絲是化學(xué)纖維傳統(tǒng)溶液干法紡絲和熔體紡絲的新發(fā)展，它是使高分子溶液或熔體帶電，并置于噴絲口與接收屏之間的高壓電場中。靜電吸引力克服高分子溶液或熔體的表面張力，從而使紡絲液成為一股帶電的噴射流，并在電場中運動。高分子溶液或熔體因溶劑的蒸發(fā)或熔體冷卻而固化，成為纖維狀物質(zhì)，最后集聚在金屬網(wǎng)狀接收屏上，形成無紡布狀的纖維氈。

立式靜電紡絲裝置示意圖臥式靜電紡絲裝置示意圖1-高壓發(fā)生器，2-計量泵，3-活塞，4-紡絲管，5-紡絲液，6-Taylor錐，7-射流，8-細(xì)流簇，9-接收屏多層法靜電紡絲示意圖雙射流法靜電紡絲示意圖多噴法靜電紡絲示意圖雙接收環(huán)法靜電紡纖維紗接收裝置示意圖滾筒法靜電紡纖維紗接收裝置示意圖靜電紡纖維的特點

用靜電紡絲制得的纖維比傳統(tǒng)紡絲法制得的纖維細(xì)得多，直徑一般在幾十納米至幾微米之間，纖維的比表面積大。靜電紡的纖維制品主要呈無紡布狀纖維氈的形式。由于這些纖維形成的無紡布是一種納米微孔材料，織物具有微小的多孔結(jié)構(gòu)和很大的比表面積，還可以采用共混或復(fù)合的方法進(jìn)行紡絲，因此其產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。靜電紡織物可用作組織工程材料、高級過濾材料、自清潔材料、防護(hù)服裝和功能性織物保護(hù)涂層、電子元件、納米纖維復(fù)合材料以及農(nóng)用和藥用的可控制釋放材料等。再生絲素的靜電紡絲〓原料：脫膠后的蠶絲（絲素纖維）〓紡絲液的制備：將絲素在溫度70~80℃的條件下溶解于mol比為1：2：8的CaCl2/CH3CH