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纺织新科/园地第24期/文摘/再生蛋白纤维 |
再生蛋白纤维
摘自：再生蛋白纤维的研制
作者；奚柏君1 姜永峰1 宣光容1 楼利琴1 郭跃2
(1·绍兴文理学院纺织服装系 2·绍兴托普信息技术学院)
原载；《21世纪信息技术生态纺织品国际研讨会》论文集p153
摘要:利用某些不可纺蛋白质纤维或废弃蛋白质材料成功研制了再生蛋白纤维，该纤维性能优异，生产工艺流程简单，具有较好的发展前景。
关键词:再生蛋白纤维性能 工艺流程
1 前言
纺织工业中所使用的纺织纤维种类很多，但归纳起来就是天然纤维和化学纤维两大类，天然纤维分为天然纤维素纤维和天然蛋白质纤维，化学纤维分为再生纤维和合成纤维。天然蛋白质纤维如蚕丝、羊毛、兔毛等虽有许多优良的特性，其纺织品也深受消费者欢迎，但价格较高，数量占纤维总量的5%，难以满足现有生产的需求量，故需开发出新型的再生蛋白质纤维。我们通过多年努力，利用猪毛、羊毛下脚料等不可纺蛋白质纤维或废弃蛋白质材料成功研制了几个系列的再生蛋白纤维。
2 再生蛋白纤维的研制
2·1再生蛋白原液的制备
工艺流程:猪毛或羊毛下脚料-洗涤-烘干称重-过氧乙酸氧化-水洗-脱水-稀碱水解-过虑-成品(再生蛋白原液)
水解原理:羊毛、猪毛等蛋白在同-肽链的C＝O和-NH-之间生成氢键，氨基酸侧链上的R-基则指向螺旋外边，所以羊毛中的α-角蛋白中大部分为α-螺旋的二级结构，羊毛的α-螺旋区除氢键外，还有-S-S-桥的存在，根据其结构特点，我们作了适当的结构改性处理，使蛋白质上产生-定的亲水性的-C00-Na和-SO3Na，从而溶解于水中形成水解蛋白质，其反应如下:
蛋白质与多肽间没有明显的界限，蛋白质是分子量大的肽，经部分水解时能生成多肽，我们为了使蛋白液中分子的分子量尽可能达到较大值，且又能溶解在稀碱水溶液中。同时还需要考虑再生胶A原液的性能指标(纤维素；9%，游离碱含量；4.3%)，因为水解蛋白质需要与再生胶A原液按-定比例混合纺丝，为了制得与再生胶A原液相匹配的水解蛋白质，经多次试验，碱性水解的条件如表1所示；水解蛋白液分析结果如表2所示。
表1蛋白质稀碱性水解条件
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项目 |
数据 |
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稀碱液浓度NaOH%) |
1.0 |
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毛:碱液(重量比) |
1:8 |
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温度(℃) |
70-80 |
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反应时间(min) |
10-15 |
表2水解蛋白质分析结果
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项目 |
指标 |
测定方法 |
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色泽 |
黄棕色 |
目测法 |
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蛋白质 |
≥9% |
重量法 |
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灰份 |
≤0.15% |
燃烧法 |
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平均分子量 |
3000-4000 |
凝胶电泳法 |
2·2再生蛋白纤维的生产
工艺流程:(再生蛋白原液、再生胶A、助剂B、助剂C)静态混合-过虑-脱泡-计量纺丝-塑化牵伸-切断-脱硫-漂白-酸洗-水洗-上油(氨肥皂)-脱水-烘干
纤维成形原理；在-定条件下将-定浓度水解蛋白原液与再生胶A原液，按-定的配比混合进行纺丝，并经过后处理加T制成理想的再生蛋白纤维，这样蛋白质于纤维之中的肽键(-CO-NH-)与纤维素中的-OH形成氢键，产生较强的分子结合力，十分牢固。水解蛋白液中的蛋白质含量和再生胶A原液中纤维素含量相仿，水解蛋白液与再生胶A原液、助剂B、助剂C以25%:65%:6%:4%逐渐递增到50%:40%:6%:4%混合，分别制成复合纤维并对其性能进行测试，经反复多次试验确定，水解蛋白液与再生胶A原液、助剂B、助剂C以30%:60%:6%:4%的混合比最为合适，制成的蛋白复合纤维性能非常优越，它集蛋白质纤维和纤维素纤维的优点于-身，而且纤维中有多种人体所需的氨基酸，具有独特的护肤保健功能。
3 再生蛋白纤维性能研究
3·2物理性能
表3 几种纤维性能
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纤维特性 |
再生蛋白纤维 |
羊毛 |
蚕丝 |
粘胶 |
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强度 (干) cN/dtex(湿) |
1.7-2.4 |
0.9-1.5 |
3.0-3.5 |
2.2-2.7 |
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1.3-2.0 |
0.67-1.43 |
1.9-2.5 |
1，2-1·8 |
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伸长率 (干) (%) (湿) |
20-28 |
25-35 |
15-25 |
16-22 |
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24-32 |
25-50 |
27-33 |
21-29 |
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初始模量 (cN/dtex) |
22-46 |
8.5-22 |
叫-88 |
26-62 |
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回潮率(%) 20℃,65% |
13.5-14.5 |
16 |
9 |
12-14 |
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密度(g/cm3) |
1.45 |
1.32 |
1.33-1.45 |
1.50-1.52 |
再生蛋白纤维干、湿态强度均大于常规羊毛的干态断裂强度(0.9-1.5cN/dtex)和湿态强度(0.67-1.43cN/dtex)，且在湿状态下的强力大于粘胶湿状态下的强度(1.2-1.8cN/dtex)，而且纤维中蛋白质含量越大，纤维的断裂强力越小;再生蛋白纤维的伸长率大于粘胶纤维，接近于桑蚕丝纤维，且在湿状态下的各项性能稳定;再生蛋白纤维的回潮率仅小于羊毛纤维，并且随着蛋白含量的增加而变大，故用其制作成服装后的穿着舒适性和抗静电性能均可达到羊毛面料的水平;再生蛋白纤维的质量比电阻随着蛋白质含量的增加而减小，并且远小于羊毛、粘胶和蚕丝，因此再生蛋白纤维抗静电能力好。
4 结论
再生蛋白纤维利用猪毛、羊毛下脚料等不可纺蛋白质纤维或废弃蛋白质材料研制而成，有利于环境保护,该纤维性能良好，原料来源广泛。利用再生蛋白纤维制成的纺织品手感丰满、性能优良,价格上低于同类羊毛面料，具有较大的市场竞争力。但是再生蛋白纤维由于是采用废弃蛋白纤维材料再生而成，在提炼过滤等环节上有许多不足之处，某些废弃蛋白质本身存在色素，纤维白度不够理想，有待于迸-步改进，同时我们将迸-步改进纺丝工艺，生产更加优异的再生蛋白纤维。
参 考 文 试
[1]赵书经编；《纺织材料实验教程》，北京中国纺织出版社1989年第-版
[2]姚穆等编；《纺织材料学》北京纺织工业出版社1997年第二版
[3]中国化纤总公司编；《化学纤维及原料实用手册》北京中国纺织出版社1996年第-版