大豆蛋白纖維及其加工技術(shù)

大豆蛋白纖維及其加工技術(shù)

一、概述二、大豆蛋白纖維的純紡三、大豆蛋白纖維與滌綸纖維混紡四、大豆蛋白纖維與棉纖維混紡五、大豆蛋白纖維與羊毛纖維混紡六、有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題

一、概述

蛋白質(zhì)纖維分為天然蛋白質(zhì)纖維和再生蛋白質(zhì)纖維兩大類。再生蛋白質(zhì)纖維又分再生動(dòng)物蛋白質(zhì)纖維(如從牛乳、羊毛、豬毛等中提取蛋白質(zhì)紡制的纖維)和再生植物蛋白質(zhì)纖維(如從大豆、花生、玉米等中提取蛋白質(zhì)紡制的纖維)兩種。（一）國(guó)外蛋白質(zhì)纖維的研發(fā)現(xiàn)狀國(guó)外從20世紀(jì)初開(kāi)始對(duì)再生蛋白質(zhì)纖維進(jìn)行研究。20世紀(jì)30年代意大利、英國(guó)等國(guó)科學(xué)家曾分別探討從牛乳、花生、玉米、大豆豆粕中提取蛋白質(zhì)，再進(jìn)行紡絲。20世紀(jì)40年代，美國(guó)研制了酪素纖維，但大多數(shù)因?yàn)槔w維性能差，無(wú)法進(jìn)行紡織加工而中斷研究。近年來(lái)，由于“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和回歸自然，熱愛(ài)生命，保護(hù)環(huán)境”成為紡織化纖工業(yè)調(diào)整的重要主題，國(guó)內(nèi)外對(duì)再生纖維的研制又重視起來(lái)。日本東洋紡公司開(kāi)發(fā)的牛奶蛋白質(zhì)纖維實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，但成本高、規(guī)模小。杜邦公司利用生物工程和基因技術(shù)紡制人造蜘蛛絲蛋白質(zhì)，研制出質(zhì)輕、高強(qiáng)、高性能蜘蛛絲，引起廣泛關(guān)注。

（二）國(guó)內(nèi)蛋白質(zhì)纖維開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀我國(guó)在20世紀(jì)50年代、70年代曾分別對(duì)再生蛋白質(zhì)纖維進(jìn)行過(guò)初步的探索，但未獲成功。90年代，四川曾對(duì)蠶蛹再生蛋白質(zhì)纖維進(jìn)行了研制，但生產(chǎn)批量小，蛋白質(zhì)含量較低，影響了該項(xiàng)技術(shù)的推廣。東華大學(xué)等近年來(lái)對(duì)再生蛋白纖維如聚乳酸纖維、牛奶纖維等方面進(jìn)行了一定的研究探討。20世紀(jì)90年代，對(duì)大豆蛋白纖維的研究在化纖紡織行業(yè)引起很大震動(dòng)。

（三）大豆蛋白纖維的研究大豆蛋白纖維是由華康集團(tuán)董事長(zhǎng)李官奇先生歷經(jīng)十年研究開(kāi)發(fā)成功，獲得世界發(fā)明專利金獎(jiǎng)。羊絨般的柔軟手感，蠶絲般的柔和光澤，棉的保暖性和良好的親膚性等優(yōu)良性能，還有明顯的抑菌功能，被譽(yù)為“新世紀(jì)的健康舒適纖維”。

2003年9月，在世界人造纖維學(xué)術(shù)會(huì)議上，大豆蛋白纖維被確認(rèn)為“世界第八大人造纖維”，正式載入人造纖維發(fā)明史冊(cè)。

李官奇先生和他的發(fā)明在世界和中國(guó)纖維材料發(fā)展史上開(kāi)創(chuàng)了四個(gè)第一：第一次研究成功了人造植物蛋白纖維，并且實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。在中國(guó)的人造纖維發(fā)明史上是第一人。作為非職業(yè)發(fā)明人，第一次站在了世界發(fā)明金獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)臺(tái)上作為農(nóng)民發(fā)明家，第一次登上了國(guó)家級(jí)發(fā)明大獎(jiǎng)的領(lǐng)獎(jiǎng)臺(tái)。大豆蛋白纖維之父—李官奇先生1．大豆蛋白纖維的生產(chǎn)以榨過(guò)油的大豆豆粕為原料，利用生物工程技術(shù)，提取出豆粕中的球蛋白，通過(guò)添加功能性助劑，與氰基、羥基等高聚物接枝、共聚、共混，制成一定濃度的蛋白質(zhì)紡絲液，改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，經(jīng)濕法紡絲，再經(jīng)醛化、卷曲、熱定形、切斷、加油就成為紡紗用大豆蛋白纖維2．大豆蛋白纖維的特性

蛋白質(zhì)分布在外層的皮芯結(jié)構(gòu)纖維。纖維表面具有溝槽，因此纖維具有良好的導(dǎo)濕性。大豆蛋白纖維具有大量的氨基、羧基、羥基等親水集團(tuán)，因而纖維具有良好的吸濕性。質(zhì)量較輕，表面光滑，抱合力較差，容易產(chǎn)生靜電和黏附膠輥，并對(duì)溫濕度敏感。表2-11大豆蛋白纖維、蠶絲與羊毛的物理指標(biāo)

二、大豆蛋白纖維的純紡

（一）大豆蛋白纖維的預(yù)處理加入一定量的抗靜電劑、抗滑劑。（二）工藝流程A002A型抓棉機(jī)一A006B型自動(dòng)混棉機(jī)—FA106型開(kāi)棉機(jī)一A092型雙棉箱給棉機(jī)---A076型成卷機(jī)一A186型梳棉機(jī)一FA302型并條機(jī)2—A454型粗紗機(jī)一FA506型細(xì)紗機(jī)一1332MD型絡(luò)筒機(jī)。（三）各工序工藝技術(shù)措施及工藝參數(shù)

1．各品種各工序的紡紗定量2．開(kāi)清棉

短流程工藝,盡量少落、多松或者不落，而且不能過(guò)度打擊，相對(duì)純棉紡紗，應(yīng)降低打手速度，減小塵棒間隔距，增大打手與塵棒間隔距。3．梳棉

新型針布，后部隔距適當(dāng)加大，實(shí)施多梳少落工藝，適當(dāng)降低刺輥速度，放大錫林與蓋板間五點(diǎn)隔距，道夫與剝棉羅拉隔距適當(dāng)縮??；4．并條：膠輥特殊處理，采用輕定量、重加壓、大隔距、低速度等措施。5．粗紗：粗紗卷裝不宜太大，羅拉隔距適當(dāng)放大，導(dǎo)紗張力不宜太大。6．細(xì)紗：配置中硬度膠輥，加壓適當(dāng)加大。7．絡(luò)筒：配置較低的卷繞線速度，絡(luò)筒卷裝不宜過(guò)大。（四）車間相對(duì)濕度要求各工序的相對(duì)濕度控制在70--75％。（五）成紗質(zhì)量及其分析1．純大豆蛋白紗各品種的條干CV值接近T／CJ65／35混紡紗烏斯持97公報(bào)5％的水平，達(dá)到了純滌綸紗50％的水平；2．細(xì)節(jié)水平好于T／CJ65／35混紡紗烏斯特97公報(bào)50％水平，接近25％水平，粗節(jié)、棉結(jié)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于25％水平，接近5％水平；3．?dāng)嗔焉扉L(zhǎng)率與T／CJ65／35混紡紗對(duì)比，達(dá)到了烏斯特97公報(bào)5％水平；4．純大豆蛋白纖維成紗棉結(jié)、雜質(zhì)少，光澤柔和，毛羽遠(yuǎn)少于同號(hào)數(shù)純棉精梳紗。三、大豆蛋白纖維與滌綸纖維混紡

（一）工藝路線

1．大豆蛋白纖維和滌綸纖維經(jīng)開(kāi)清棉、梳棉分別制條，然后經(jīng)并條(三道)混和，再經(jīng)粗紗、細(xì)紗至絡(luò)筒。

2．大豆蛋白纖維和滌綸纖維在圓盤抓棉機(jī)按一定的比例混和，再經(jīng)開(kāi)清棉、梳棉、并條(二道)、粗紗和細(xì)紗，最后至絡(luò)筒。（二）主要工藝技術(shù)措施

1．開(kāi)清棉:工藝參數(shù)配置和工藝技術(shù)措施與大豆蛋白纖維純紡基本相同。

2．梳棉:相對(duì)濕度控制在70％以上時(shí)(以70％—75％為宜)。

3．并條:所以并條工序相對(duì)濕度應(yīng)比梳棉工序略偏低掌握，以70％左右為宜。

4．粗紗:羅拉隔距和捻系數(shù)應(yīng)適當(dāng)加大。

四、大豆蛋白纖維與棉纖維混紡（一）混紡比大豆蛋白纖維與精梳棉纖維混紡比為80／20、65／35和50／50。（二）工藝流程大豆蛋白纖維蓬松柔軟，密度較小，與棉纖維差異較大，為保證準(zhǔn)確的混紡比，兩種纖維分別制條，采用并條(三道)混和，再經(jīng)粗紗、細(xì)紗、最后至絡(luò)筒。（三）各工序的技術(shù)措施

1．制條:棉生條經(jīng)過(guò)精梳工序排除雜質(zhì)、棉結(jié)、短絨制成棉精梳條后再與大豆蛋白纖維生條混并。

2．混并:三道并條，增大羅拉隔距，彈簧搖架加壓，三上三下壓力棒曲線牽伸形式。

3．粗紗:增大羅拉隔距，捻系數(shù)應(yīng)較純紡稍偏大掌握。

4．細(xì)紗:細(xì)紗工藝與純紡細(xì)紗工藝相同五、大豆蛋白纖維與羊毛纖維混紡（一）原料的選用和產(chǎn)品設(shè)計(jì)

1．大豆蛋白纖維的選用采用毛型大豆蛋白纖維條，其平均細(xì)度14．7um，平均長(zhǎng)度為64．7mm，能滿足精紡加工的要求。2．原料混配比大豆纖維含量30％，選用70s澳毛。3．產(chǎn)品設(shè)計(jì)持點(diǎn)高支輕薄產(chǎn)品、呢面光潔、色澤柔和、手感柔軟，有一定絲綢感。

表2-17原料性能種類細(xì)度um細(xì)度離散度%平均長(zhǎng)度mm斷裂伸長(zhǎng)率%公定回潮率%密度g/cm3含油率%大豆蛋白纖維14.7022.8964.7157.41.270.1170支澳毛19.5921.567.625-3516.01.320.89（二）主要工藝技術(shù)1．工藝流程條染：染色一復(fù)洗---復(fù)精梳紡部：混條一頭針---二針一三針一頭粗一二粗---細(xì)紗一自動(dòng)絡(luò)筒—并線一倍捻一蒸紗---毛紗入庫(kù)織部：整經(jīng)一穿綜一插箱一織造生檢：坯檢一生修后整理：輕燒毛一半幅連煮一洗泥(輕洗)雙煮一烘干一熟修一剪毛一柔軟一輕蒸一電壓一輕蒸一成品2．關(guān)鍵技術(shù)（1）大豆蛋白纖維的條染工藝經(jīng)過(guò)優(yōu)選染料、助劑，探討多種配方試驗(yàn)。（2）復(fù)精梳和紡紗工藝需要對(duì)車速、針號(hào)等進(jìn)行調(diào)整。車速要適當(dāng)降低，并在混條上加入一定量的抗靜電劑。六.有待進(jìn)一步研究的問(wèn)題

（一）改進(jìn)成纖的加工工藝，提高纖維本身的剛性和彈性;

（二）濕態(tài)斷裂強(qiáng)力下降較多,斷裂伸長(zhǎng)增加，斷裂強(qiáng)力變異系數(shù)較大。（三）濕熱性能不穩(wěn)定，不利于染整加工。（四）大豆蛋白纖維本身呈米黃色，用漂白劑漂亦難以獲得潔白效果。（五）紡織加工過(guò)程中靜電現(xiàn)象嚴(yán)重。

總之，大豆蛋白纖維的研制成功，填補(bǔ)了我國(guó)作為紡織大國(guó)在紡織原料開(kāi)發(fā)方面的一項(xiàng)空白，豐富了我國(guó)乃至世界的紡織原料市場(chǎng)，為紡織原料市場(chǎng)增加了一種綠色環(huán)保性的、功能化的、性能優(yōu)良的纖維。對(duì)大豆蛋白纖維產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、可以從以下兩方面進(jìn)行研究：一是纖維性能及加工技術(shù)方面。二是產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的適用范圍方面。第七節(jié)動(dòng)物蛋白再生纖維

一、概述二、牛奶蛋白質(zhì)再生纖維三、蜘蛛絲纖維四、蛹蛋白絲

一、概述

1．利用豬毛、雞毛、鵝毛等制成再生蛋白質(zhì)纖維；2．牛奶蛋白紡制動(dòng)物蛋白質(zhì)短纖；3．利用廢棄的羊毛、羊絨開(kāi)發(fā)動(dòng)物蛋白質(zhì)纖維；4．開(kāi)發(fā)動(dòng)植物蛋白混合后紡制的短纖；5．開(kāi)發(fā)功能性蛋白質(zhì)纖維。

二、牛奶蛋白質(zhì)再生纖維

（一）概述

牛奶纖維1935年意大利的SNIA公司和英國(guó)的Coutaulds公司最先研制。1956年，日本東洋紡公司發(fā)明了用牛乳蛋白溶液與丙烯腈聚合物共混、共聚、接枝的方法，開(kāi)發(fā)了類似于真絲結(jié)構(gòu)的新型牛奶長(zhǎng)絲，并于1969年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，商品名為Chion。我國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始研究牛奶纖維。（二）生產(chǎn)原理牛奶纖維是以牛乳作為基本原料，經(jīng)過(guò)脫水、脫油、脫脂、分離、提純，使之成為一種具有線型大分子結(jié)構(gòu)的乳酪蛋白；再與聚丙烯腈采用高科技手段進(jìn)行共混、交聯(lián)、接枝，制備成紡絲原液；最后通過(guò)濕法紡絲成纖、固化、牽伸、干燥、卷曲、定形、短纖維切斷而成的。1、大分子是線型的蛋白質(zhì)大分子的形狀有兩種：一種纖維蛋白；另一種是球蛋白。2．具有一定的柔性和分子間力蛋白質(zhì)中含有無(wú)數(shù)個(gè)肽鍵。3．具有較好的可紡性蛋白質(zhì)與水形成膠體溶液，經(jīng)紡絲后，隨著水分的去除，大分子互相靠攏，分子間形成氫鍵、多肽鏈平行排列，甚至紐在一起，轉(zhuǎn)化為不溶于水的固化絲條。（三）生產(chǎn)工藝

蒸發(fā)一脫脂一堿化一分離一揉合一過(guò)濾一脫泡一紡絲一拉伸一干燥一定型一分級(jí)一包裝。

1．減壓蒸發(fā)

溫度最好低于70℃。70℃以上會(huì)使蛋白質(zhì)變性。蒸發(fā)器內(nèi)壓力要求低于80kPa。濃縮到含水60%。

2．脫脂離心脫脂，離心機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)高于1000r／min分離效果才好。3．堿化在離心脫脂后的乳液中加入NaOH水溶液，使脂肪分解。堿液中堿水摩爾比為1：20。4．分離

用半透膜將堿化反應(yīng)后的乳濁液中蛋白質(zhì)分離出來(lái)。或者加入NaCl使蛋白質(zhì)沉淀折出。5．揉合將析出的蛋白質(zhì)收集，加無(wú)離子水，加蛋白質(zhì)粘合劑，送入揉合機(jī)并加熱至60℃。經(jīng)充分混勻成特別揉合流體后即可作為紡絲液。6．過(guò)濾、脫泡過(guò)濾去除雜質(zhì)和減壓脫除液中氣泡7．紡絲采用干法紡絲。8．拉伸

進(jìn)行1.5—2.0倍的熱拉伸。9．干燥和定形

在定型鍋內(nèi)，于90℃下進(jìn)一步烘干，同時(shí)也起到定型作用。（四）牛奶纖維特點(diǎn)

1、柔軟性、親膚性等同或優(yōu)于羊絨；

2、透氣、導(dǎo)濕性好、爽身；

3、保暖性接近羊絨，保暖性好；

4、牛奶絨的耐磨性、抗起球性、著色性、強(qiáng)力均優(yōu)于羊絨；

5、由于牛奶蛋白中含有氨基酸，皮膚不會(huì)排斥這種面料，相當(dāng)與人的一層皮膚一樣，而對(duì)皮膚有養(yǎng)護(hù)作用。（五）牛奶纖維織物的服用性能

牛奶內(nèi)衣細(xì)膩、滑爽、輕盈、透氣性好，穿起來(lái)特別舒適。以經(jīng)常洗滌，且易洗快干。有滋潤(rùn)皮膚的作用。牛奶內(nèi)衣易被蟲蛀，在晾曬和存放時(shí)應(yīng)注意。

三、蜘蛛絲纖維早在1709年就出現(xiàn)了人類利用蜘蛛絲的記載;1710年巴黎科學(xué)院展示了由蜘蛛絲制成的長(zhǎng)統(tǒng)襪和手套；1864年美國(guó)也制成了一雙蜘蛛絲長(zhǎng)統(tǒng)襪；1900年的巴黎博覽會(huì)上，展出了由25000個(gè)蜘蛛分泌的約9萬(wàn)米長(zhǎng)的蜘蛛絲織成的長(zhǎng)16.14m寬46cm的織物。在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，蜘蛛絲曾被廣泛用作顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡、槍炮的瞄準(zhǔn)系統(tǒng)等光學(xué)裝置的十字準(zhǔn)線。蜘蛛絲很細(xì)而強(qiáng)度卻很高，耐沖擊力強(qiáng)，蜘蛛絲纖維與強(qiáng)度最高的碳纖維及高強(qiáng)合纖Aramid、Kelve，等強(qiáng)度相接近在干燥狀態(tài)或是潮濕狀態(tài)下都有很好的性能。蜘蛛絲網(wǎng)還有很好的耐低溫性能,零下40℃時(shí)仍有彈性，只有在更低的溫度下才變硬。蜘蛛絲是由蛋白質(zhì)構(gòu)成，是生物可降解的。蜘蛛絲抗紫外線輻射的能力極好，在現(xiàn)有的有機(jī)纖維中，其耐火和耐熱的性能是最好的，比間位芳綸高20倍，蜘蛛絲在200℃以下表現(xiàn)熱穩(wěn)定性良好,300℃以上才變黃。對(duì)位芳綸的斷裂伸長(zhǎng)只有2-5%，而蜘蛛絲是36-50%。因而具有吸收巨大能量的性能。大規(guī)模生產(chǎn)蜘蛛絲蛋白，現(xiàn)有四種途徑：第一是利用動(dòng)物如奶牛或奶羊來(lái)生產(chǎn)這種蜘蛛絲蛋白；第二是利用微生物來(lái)生產(chǎn)；第二是利用植物來(lái)生產(chǎn)；第四是利用蠶絲來(lái)生產(chǎn)。牛羊乳蜘蛛絲法

運(yùn)用生物技術(shù)將蜘蛛絲的基因注入母山羊的卵細(xì)胞中，這種方式所得到的蜘蛛絲蛋白質(zhì)純度可高達(dá)70-90％，是世界上最先發(fā)展出來(lái)的人工蜘蛛絲。這種羊奶中含有經(jīng)基因重組的蛋白質(zhì)制程纖維后，其強(qiáng)度比芳綸（Kevlar）高3.5倍左右。這種蛋白質(zhì)生產(chǎn)的纖維取名生物鋼。微生物植物吐絲法

此法是將蜘蛛絲基因移植給微生物。例如發(fā)現(xiàn)一種叫EschrichiaColi細(xì)菌和一種叫PichiaPastoris的酵母菌，通過(guò)移植技術(shù)合成蜘蛛絲蛋白，再通過(guò)細(xì)菌發(fā)酵的方法來(lái)獲得蜘蛛絲的蛋白質(zhì)，由紡嘴擠出，即可得到仿蜘蛛絲的絲線。

利用植物來(lái)生產(chǎn)蜘蛛絲蛋白質(zhì)法

此種方法是將能蜘蛛絲蛋白的基因移植給花生、煙草和谷物等植物，使植物能大量生產(chǎn)近似于蜘蛛絲成分的蛋白質(zhì)原料。

利用蠶吐蜘蛛絲法

此法也利用生化技術(shù)中的電穿孔法，將蜘蛛絲的基因注入蠶卵之中，使養(yǎng)殖出來(lái)的家蠶分泌出含有蜘蛛絲蛋白質(zhì)的蠶絲。我國(guó)成都天友公司最近正研制開(kāi)發(fā)OEM1基因桑樹(shù)工程和轉(zhuǎn)蜘蛛絲蛋白基因工程。百萬(wàn)只野生蜘蛛吐絲織成金色布料展出

據(jù)香港媒體援引外報(bào)報(bào)道，英國(guó)歷史學(xué)家西蒙?皮爾斯利用100萬(wàn)只金絲蜘蛛，花了5年時(shí)間和30萬(wàn)英鎊，以人手編織出相信是全球最大和最罕有、長(zhǎng)11英呎的圍巾。圍巾用了100萬(wàn)只來(lái)自馬達(dá)加斯加的雌性蜘蛛，牠們吐出的絲出名金黃及堅(jiān)韌。這些蜘蛛無(wú)毒，工人小心地將牠們分開(kāi)擺放，以防牠們吃了對(duì)方或逃走?？棽脊と巳缓蟪槌鰭煸谥┲胪陆z器的細(xì)絲，而每只蜘蛛可以吐出達(dá)400碼的金線。每個(gè)器具的24條細(xì)絲接會(huì)以手搓成一條線，然后結(jié)合另外3條這樣的線再搓，便可以用來(lái)編織。金蜘蛛絲具有很好的彈性，跟鋼和凱夫拉纖維相比，它具有難以置信的強(qiáng)大抗拉強(qiáng)度工人們?cè)诩庸そ鹕闹虢z

這塊長(zhǎng)11英尺(約合3.35米)的手工絲質(zhì)披肩花費(fèi)了西蒙?皮爾斯整整5年時(shí)間，并耗資30萬(wàn)英鎊

(約合人民幣324.75萬(wàn)元)皮爾斯和其同事稱他們創(chuàng)造了一件藝術(shù)品（二）用途展望

1．在軍事方面防彈背心，也可用于制造坦克和飛機(jī)的裝甲以及軍事建筑物的“防彈衣”等。2．在航天航空方面結(jié)構(gòu)材料、復(fù)合材料和宇航服裝。3．在建筑方面制造橋梁、高層建筑和民用建筑等的結(jié)構(gòu)材料。4．在農(nóng)業(yè)和食品方面作捕撈網(wǎng)具，代替白色污染的包裝塑料等。5．在醫(yī)學(xué)和保健領(lǐng)域有更加廣泛的用途人工筋腱、人工韌帶、人工器官、組織修復(fù)、傷口修復(fù)、用于眼外科和神經(jīng)外科手術(shù)的特細(xì)和超特細(xì)生物降解外科手術(shù)縫合線。四、蛹蛋白絲(PPV，又稱波特絲

)

蛹蛋白絲是綜合利用高分子改性技術(shù)、化纖紡絲技術(shù)、生物工程技術(shù)將蠶蛹蛋白經(jīng)特有的生產(chǎn)工藝配制成紡絲液，再同粘膠按比例共混紡絲，在特定條件下形成的具有穩(wěn)定皮芯結(jié)構(gòu)的蛋白纖維。（一）紡絲用蠶蛹蛋白的制造首先對(duì)蠶蛹進(jìn)行挑選，及時(shí)烘干，立即脫脂和溫水洗漂，待蠶蛹完全溶脹以后再進(jìn)行粉碎磨細(xì)和蛋白抽提，然后過(guò)濾、脫色、脫臭、漂洗、過(guò)濾、干燥，提取的蛋白質(zhì)蛋白含量要高，才能達(dá)到紡絲要求。（二）蛹蛋白絲的基本生產(chǎn)原理

1．兩種交聚物混合紡絲的可能性蛹酪素（PC），含有18種氨基酸，從分子結(jié)構(gòu)上所具有的功能看，PC具有-COOH、-NH、-OH，它們都是親水集團(tuán)，因而PC和纖維素兩種高聚物有條件共混，達(dá)到共聚物改性的目的。2．將兩種高聚物組分混合借助粘膠人造絲設(shè)備進(jìn)行濕法紡絲。蛋白質(zhì)能富集在纖維的表面。3．醛化反應(yīng)工藝流程為：粘膠→紡絲→醛化→壓洗→烘干→絲餅→蛹蛋白紡絲（三）蛹蛋白絲的基本形態(tài)蛹蛋白絲屬于皮芯型。（四）蛹蛋白絲特點(diǎn)

1．強(qiáng)力性能好

2．透氣性能好

3．摩擦牢度和皂洗牢度好

4．吸濕性能好第八節(jié)甲殼素纖維及其紡紗加工技術(shù)一、概述二、甲殼素與殼聚糖纖維的性能和質(zhì)量指標(biāo)三、甲殼素纖維紡紗四、甲殼素纖維的鑒別五、甲殼素纖維的應(yīng)用一、概述

甲殼素纖維是以甲殼素或殼聚糖為原料在適當(dāng)?shù)娜軇┲腥芙庵瞥傻募徑z原液，經(jīng)抽絲、凝固、拉伸、洗滌、干燥等工藝處理而得到的纖維。甲殼素是從蝦、蟹、昆蟲等甲殼類動(dòng)物的外殼及菌類、藻類的細(xì)胞壁中提煉出的一種類似于纖維素的天然高聚糖。

在地球上，甲殼素的年生物合成量達(dá)100億噸以上，是一種蘊(yùn)藏量?jī)H次于植物纖維的極其豐富的有機(jī)再生資源。甲殼素纖維與人體有良好的生物相容性，享有理想衛(wèi)生保健品的美譽(yù)。甲殼素經(jīng)濃堿處理脫去其中的乙?；妥兂煽扇苄约讱に兀址Q殼聚糖。甲殼素是多聚乙酰氨基葡萄糖，而殼聚糖是多氨基葡萄糖，均可紡制成長(zhǎng)絲和短纖維。早在20世紀(jì)60年代末，富士紡公司的研究人員就對(duì)甲殼素進(jìn)行了研究，制作繃帶類的產(chǎn)品。20世紀(jì)90年代初期，日本最先利用甲殼素纖維的特性，制成與棉混紡的抗菌防臭類內(nèi)衣和褲襪。中國(guó)是1952年開(kāi)展甲殼素試驗(yàn)的，先是上海，后來(lái)是青島等沿海城市，1954年發(fā)表第一篇實(shí)驗(yàn)報(bào)告。20世紀(jì)90年代是我國(guó)甲殼素、殼聚糖研究和開(kāi)發(fā)的全盛時(shí)期，到90年代中期，全國(guó)有上百家大專院校和科研單位投入到甲殼素的研究和開(kāi)發(fā)中來(lái)

。1991年?yáng)|華大學(xué)（原中國(guó)紡織大學(xué)）研制成功甲殼素醫(yī)用縫合線，接著又研制成功甲殼胺醫(yī)用敷料（人造皮膚）并已申請(qǐng)專利。1999年至2000年，東華大學(xué)研制開(kāi)發(fā)了甲殼素系列混紡紗線和織物并制成各種保健內(nèi)衣、褲襪和嬰兒用品。除上海之外，北京、江蘇、浙江等省市的有關(guān)廠家也開(kāi)發(fā)了甲殼素保健內(nèi)衣或床上用品，并已推向市場(chǎng)。二、甲殼素與殼聚糖纖維的性能和質(zhì)量指標(biāo)（一）甲殼素纖維的結(jié)構(gòu)和性能

1．甲殼素原料和甲殼素纖維的特征光譜基本相同；

2．從紅外吸收光譜圖證明在紡制甲殼素纖維的過(guò)程，甲殼素大分子中易水解的乙?；⑽此獬蓺ぞ厶?。（二）甲殼素與殼聚糖纖維的質(zhì)量指標(biāo)（三）甲殼素與殼聚糖纖維的性能（1）優(yōu)異的生物醫(yī)學(xué)功能（2）可生物降解（3）優(yōu)良的吸濕保溫功能（4）甲殼素纖維非常粗，強(qiáng)力相對(duì)較低，纖維間抱合性能差三、甲殼素纖維紡紗（1）通過(guò)共混技術(shù)將殼聚糖與其他纖維原料如粘膠等混合后紡絲。（2）將甲殼素短纖維與其他纖維混合紡紗。（3）甲殼素纖維經(jīng)針刺或熱熔等方法制成各種規(guī)格的非織造布。（4）利用甲殼素與合成樹(shù)脂混合后，在織物表面成膜，俗稱織物后整理方法。1．纖維原料的預(yù)處理對(duì)纖維原料中的束纖維預(yù)先松解或清除，采用多松、少打、多梳的工藝路線。2．紡紗工藝流程的確定原則考慮纖維原料的性能、純紡或混紡、紗線的密度、成紗質(zhì)量要求及設(shè)備狀況等。

3．甲殼素/棉的紡紗加工技術(shù)（1）甲殼素短纖維與棉散纖維混紡紗纖維性能：棉纖維平均長(zhǎng)度：線密度：1.69dtex，29mm，甲殼素短纖維線密度：5dtex，平均長(zhǎng)度：28mm紡紗工藝流程：

紡紗工藝要求：梳棉工序：降低錫林與刺輥速度，放大錫林與蓋板隔距并條工序：三上三下壓力棒牽伸，減少定量粗紗工序：較小的后區(qū)牽伸，較大的捻系數(shù)細(xì)紗工序：較小的后區(qū)牽伸，較大的捻系數(shù)絡(luò)筒工序：降速（2）甲殼素與棉纖維條混紡紗加工技術(shù)甲殼素與棉混紡比為CS（30-40）/C（60-70），紡紗工藝流程：

主要技術(shù)措施：并條工序：多并合、重加壓、大隔距、定量偏大粗紗工序：低車速、大捻度細(xì)紗工序：后區(qū)隔距大、牽伸倍數(shù)小，前區(qū)隔距緊

表2-21甲殼素纖維與棉纖維混紡紗線質(zhì)量測(cè)試結(jié)果4．紡制甲殼素纖維、遠(yuǎn)紅外纖維和棉纖維混紡紗

四、甲殼素纖維的鑒別

（一）燃燒法：（二）顯微鏡法：（三）溶解法：（四）密度法和藥品著色法（五）紅外光譜法表2-23密度和著色差異

五．甲殼素纖維的應(yīng)用甲殼素纖維已用于內(nèi)衣、運(yùn)動(dòng)服、休閑服、嬰兒服飾等與皮膚直接接觸處的織物。甲殼素纖維最主要的用途是用于制造傷口敷料，人造皮膚，止血球、醫(yī)用紗布及手術(shù)縫線等等。第九節(jié)新型再生纖維素纖維

——竹纖維一、概述二、竹漿纖維與絹絲混紡紗的生產(chǎn)三、再生竹纖維產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)一、概述（一）竹纖維的分類1.原生竹纖維竹原纖維是采用物理、化學(xué)相結(jié)合的方法制取的天然竹纖維。制取過(guò)程：竹材→制竹片→蒸竹片→壓碎分解→生物酶脫膠→梳理纖維→紡織用纖維2.再生竹纖維竹炭纖維：是選用納米級(jí)竹香炭微粉，經(jīng)過(guò)特殊工藝加入粘膠紡絲液中，再經(jīng)近似常規(guī)紡絲工藝紡織出的纖維產(chǎn)品。竹漿纖維：一種將竹片做成漿，然后將漿做成漿粕再濕法紡絲制成纖維，其制作加工過(guò)程基本與粘膠相似。但在加工過(guò)程中竹子的天然特性遭到破壞，纖維的除臭、抗菌、防紫外線功能明顯下降。竹原纖維1.有呼吸功效竹原纖維縱向有橫節(jié)，粗細(xì)分布很不均勻，纖維表面有無(wú)數(shù)微細(xì)凹槽。橫向?yàn)椴灰?guī)則的橢圓形、腰圓形等，內(nèi)有中腔，橫截面上布滿了大大小小的空隙，且邊緣有裂紋。竹原纖維的這些空隙、凹槽與裂紋，猶如毛細(xì)管，可以在瞬間吸收和蒸發(fā)水分，故被專家們譽(yù)為“會(huì)呼吸的纖維”，用這種純天然竹原纖維紡織成面料及加工制成的服裝服飾產(chǎn)品吸濕性強(qiáng)、透氣性好，有清涼感。

2、有環(huán)保性能

竹纖維織物來(lái)于自然：我國(guó)是竹子資源最豐富的國(guó)家,竹子種類、面積、蓄積、產(chǎn)量均居世界之首,被譽(yù)為“竹子王國(guó)”。竹類種植廣泛生長(zhǎng)快,成材早,再生能力強(qiáng)具有一次種植可持續(xù)利用、速生高產(chǎn)的特點(diǎn)。竹纖維是可再生資源。竹纖維最終歸于自然：在常溫條件下,竹纖維及其紡織品是很穩(wěn)定的,但在一定環(huán)境和條件下,竹纖維可分解成對(duì)環(huán)境無(wú)污染的二氧化碳和水,降解方法可埋入土地中降解或在活性污泥中降解。3、抗菌效果好

一般的抗菌功效是指持續(xù)的殺菌消毒或抑菌作用對(duì)天然材料而言，主要功效是抑菌作用（不能殺滅細(xì)菌，但能抑制細(xì)菌繁殖，使細(xì)菌數(shù)減少）通過(guò)對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌性試驗(yàn)顯示，竹纖維織物具有較強(qiáng)的抑菌作用，對(duì)于金黃色葡萄球菌ATCC6538P和大腸桿菌ATCC25922兩種細(xì)菌，竹原纖維白坯布的殺菌性值和抑菌活性值均比苧麻纖維白坯布高。4、有除臭及防紫外線作用

葉綠素和葉綠素銅鈉都具有較好的除臭作用，竹纖維織物中含有葉綠素銅鈉，所以具有良好的除臭作用，竹纖維布料對(duì)酸臭和氨氣的除臭效果比棉布要好得多。另外，竹纖維織物有較好的防紫外線作用。試驗(yàn)顯示,竹纖維中所含的葉綠素銅鈉是安全、優(yōu)良的紫外線吸收劑?？稍谝欢ǔ潭壬蠝p小紫外線對(duì)人體的傷害。

竹炭是近幾年來(lái)剛剛興起并迅速掀起開(kāi)發(fā)熱潮的產(chǎn)品。竹炭主要出口日本市場(chǎng)，日本人究竟拿來(lái)做什么？一度引起中國(guó)有關(guān)方面的關(guān)注，國(guó)家專門招標(biāo)進(jìn)行研究，根據(jù)研究分析結(jié)果，竹炭系列產(chǎn)品在日本民間十分盛行，主要用它來(lái)做凈水、凈化空氣、房間調(diào)濕調(diào)溫、果品保鮮；還用它來(lái)制作碳枕、碳被、碳風(fēng)鈴等保健用品。竹炭纖維

竹炭是取毛竹為原料，采用了純氧高溫（800度）及氮?dú)庾韪粞訒r(shí)的煅燒新工藝和新技術(shù)，使得竹炭天生具有的微孔更細(xì)化和蜂窩化。竹炭是一個(gè)全新的具有卓越性能的環(huán)保材料。竹炭具有很強(qiáng)的吸附分解能力，能吸濕干燥、消臭抗菌并具有負(fù)離子穿透等性能。

竹炭纖維則是運(yùn)用納米技術(shù)，先將竹炭微粉化，再將納米級(jí)竹炭微粉經(jīng)過(guò)高科技工藝加工，然后采用傳統(tǒng)的化纖制備工藝流程，即可紡絲成型，制備出合格的竹炭纖維。

該纖維最大的與眾不同之處，就是每一根竹炭纖維都呈內(nèi)外貫穿的蜂窩狀微孔結(jié)構(gòu)。這種獨(dú)特的纖維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能使竹炭所具有的功能100％的發(fā)揮出來(lái)。竹炭纖維具有的主要性能是：

※超強(qiáng)的吸附力：竹炭吸附能力是木炭的5倍以上，對(duì)甲醛、苯、甲苯、氨等有害物質(zhì)和粉塵能發(fā)揮吸收、分解異味和消臭的作用。例如：普通粘膠纖維的氨去除率只有17.4%，而竹炭粘膠纖維的氨去除率達(dá)到54%?！l(fā)射遠(yuǎn)紅外線，蓄熱保暖：遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率高達(dá)0.87，能蓄熱保暖，溫升速度比普通棉織物快。調(diào)濕，達(dá)到除濕與干燥的功效：高平衡回潮率和保水率，賦予了竹炭纖維調(diào)濕的本領(lǐng)。※負(fù)利子發(fā)射濃度高：通常都市公園的負(fù)離子濃度為1000-2000個(gè)/cm3，郊外田野的負(fù)離子濃度為5000-50000個(gè)/cm3，竹炭纖維發(fā)射負(fù)離子的濃度為6800個(gè)/cm3，相當(dāng)于郊外田野的負(fù)離子濃度，因此有益于身體健康。※礦物質(zhì)含量高，有特殊的保健功能：竹炭纖維含有鉀、鈣等有益于身體健康的礦物質(zhì)。

例如：含鉀0.85，鈉0.01，鈣0.05，鎂0.04，鐵0.01，錳0.05。

（一）竹漿纖維的生產(chǎn)流程竹漿泊→粉碎→浸漬→堿化→磺化→初溶解→溶解→頭道過(guò)濾→二道過(guò)濾→熟成→紡前過(guò)濾→紡絲→塑化→水洗→切斷→精練→烘干→打包竹漿纖維（二）竹漿纖維的結(jié)構(gòu)與性能1．竹漿纖維的微結(jié)構(gòu)與形態(tài)圖2-8掃描電鏡1500倍下竹纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)圖2．竹漿纖維的吸濕性能

竹纖維在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的回潮率可達(dá)12%，與普通粘膠纖維的回潮率相近。竹纖維比其他纖維具有更優(yōu)的吸濕快干性能，更適合制作夏季服裝、運(yùn)動(dòng)衣和貼身衣物。

3．竹漿纖維的功能性（1）再生竹纖維的天然抗菌性（2）竹纖維的環(huán)保性（2）竹纖維的抗紫外線性二、竹漿纖維與絹絲混紡紗的生產(chǎn)

（一）原料選配及性能

1．竹漿纖維各項(xiàng)物理指標(biāo)見(jiàn)表2-242．絹絲纖維細(xì)度1.38dtex，長(zhǎng)度40.6mm，由于絹絲纖維為蛋白質(zhì)纖維，在紡紗前必須噴灑抗靜電劑，堆放24h，使原料回潮率達(dá)到13%~16%。（二）工藝流程原料（散混）：A092A型給棉機(jī)→A076C型成卷機(jī)→A186D型梳棉機(jī)→A272D型并條機(jī)→A272F型并條機(jī)→A456C型粗紗機(jī)→A513F型細(xì)紗機(jī)→1332MD型絡(luò)筒機(jī)→成包工藝配置及技術(shù)措施（1）開(kāi)清棉工序以梳理為主，少落雜，降低給棉機(jī)與成卷機(jī)的打手速度（2）梳棉工序輕定量、低速度、較大隔距（3）并條工序重加壓、大隔距、中定量、低速度

（4）粗紗工序大隔距、小后牽伸、重加壓（5）細(xì)紗工序大后隔距、小后牽伸倍數(shù)、小鉗口（6）絡(luò)筒工序配電子清紗器三、再生竹纖維產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)（1）服用：內(nèi)衣、貼身T恤衫、襯衣、襪子。（2）無(wú)紡布：腳墊、涼席、地毯。（3）衛(wèi)生材料：紗布、口罩等醫(yī)用產(chǎn)品。（4）洗浴用品：浴巾、浴衣、毛巾。（5）竹纖維床上用品等。

第十節(jié)Lyocell纖維的特性及紡紗工藝探討

一、Lyocell纖維的性能二、Lyocell纖維的純紡三、Lyocell纖維的混紡Lyocell纖維，亦稱Tencel(天絲)纖維。以針葉樹(shù)為主的木漿、水和溶劑氧化胺混合，加熱至完全溶解，在溶解過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生任何衍生物和化學(xué)作用，經(jīng)除雜而直接紡絲由于無(wú)論從原料、生產(chǎn)、使用到廢物處理對(duì)人和環(huán)境影響都很小，有“綠色纖維”之稱。木漿NMMNO混合溶解紡絲水洗

純化蒸發(fā)干躁卷曲Lyocell纖維一、纖維性能項(xiàng)目Lyocell纖維滌綸粘膠纖維棉纖維線密度dtex1.71.71.7——強(qiáng)度cN/dtex4.2-4.44.2-5.22.3-2.52.3-2.4伸長(zhǎng)率%14-1625-3520-257-9濕態(tài)強(qiáng)度cN/dtex3.7-4.14.2-5.21.0-1.22.6-3.0濕態(tài)伸長(zhǎng)率%16-1823-3525-3012-14回潮率%11.50.413.0