【word】 再生蚕丝蛋白纤维研发综述

【word】 再生蚕丝蛋白纤维研发综述 再生蚕丝蛋白纤维研发综述 ? 综述?北方蚕业2OO8,29(4)总第l19期 再生蚕丝蛋白纤维研发综述 曾静伟沈兰萍 (西安工程大学,西安710048) 摘要简要介绍了国内外再生蛋白纤维的研发现状,叙述了再生蚕丝 蛋白纤维的研发价值,工艺技术,分析 了再生蚕丝蛋白纤维的市场前景,以及开发应用中遇到的问题. 关键词再生蚕丝蛋白纤雏JC蚕蛹蛋白纤维工艺技术 蛋白质纤维分为天然蛋白质纤维和再生蛋白 质纤维,再生蛋白质纤维主要是利用猪毛,羊毛, 蚕丝的下脚料提取蛋白质制成再生蛋白质纤维. 再生蚕丝蛋白纤维属于再生蛋白质纤维,它是利 用真丝废丝,蚕丝绢纺下脚料等废弃蛋白质材料 为原料,采用生物化学工程技术从中提炼出蛋白 粉,用湿法纺丝再生成一种新型的再生蚕丝蛋白 纤维. 1国内外发展现状 国外从l9世纪末,2O世纪初即开始对再生 蛋白质纤维进行研究.1866年英国人E.E.休斯 首先成功地从动物胶中制出人造蛋白质纤维.他 将动物胶溶于乙酸,在硝酸酯的水溶液中凝固抽 丝,然后以亚铁盐溶液脱硝,进一步加工得到蛋白 质纤维,但未工业化.1935年意大利弗雷蒂才用 牛乳内提取的奶酪素制成人造羊毛.2O世纪4O 年代初,美国研制了酪素纤维口].1945年左右, 美国杜邦,日本研究了大豆蛋白纤维,美国商品名 为”soylon”,日本商品名为”Sik0ol”;1948年美国 通用汽车公司从豆粕中提取了大豆蛋白质纤维, 但因为纤维性能较差无法进行纺织加工而中断研 究.l969年,日本东洋纺公司开始研究和试制以 新西兰牛奶为原料与丙烯腈接枝共聚合的再生蛋 白质纤维”Chinon”.加拿大Nexia公司叫利用 转基因技术,通过遗传工程,培育出一种将蚕的基 因植入非洲普通山羊体内,培养出的山羊产的奶 中所含蛋白质的结构与天然真丝蛋白质结构相 同,从而以该种山羊奶为原料生产丝绸,DuPont (杜邦)公司利用生物工程和基因技术纺制人造蜘 蛛丝蛋白质,研制出有”生物钢材”之称的蜘蛛 丝L1].1994年以来,美国杜邦公司等对玉米蛋白 纤维的制造过程和纤维性能进行了研究,将玉米 蛋白质溶解于溶剂中可进行干法纺丝;将球状玉 米蛋白质溶解于(pH11.3,12.7)的碱中,并加入 甲醛或多聚羧酸类交联剂,可进行湿法纺丝.我 国2O世纪5O年代,7O年代曾分别对再生蛋白质 纤维进行过初步的探索,但未获成功.东华大学 ,金山石化曾对酪素,丙烯脂接枝共聚物的纺丝进 行过研究,但亦停留于理论探讨,未见其产品.复 旦大学和东华大学曾对再生丝素溶液的纺丝进行 过研究,亦未能实现工业化生产.90年代,河南 李官奇乜先生对大豆蛋白质纤维进行了深入的 系统研究开发,于2OOO年通过了国家经贸委工业 试验项目鉴定.上海正家牛奶丝服饰有限公司在 l995年研制开发出牛奶纤维长丝,山西恒天纺织 新纤维科技有限公司研制了牛奶短纤维,但因纤 维耐热性差,色泽鲜艳度较差,价格较贵,影响了 牛奶纤维大量推广使用.同年代,四川省曾对蚕 蛹再生蛋白质纤维进行了研究,虽然纤维实现了 小批量生产,但蛋白质含量较低,且在织造和印染 加工中存在很多问题,严重影响了该类产品的开 发和技术推广.2002年,天津人造纤维厂利用毛 纺行业产生的下脚料或动物的废毛作原料,通过 化学处理方法溶解成蛋白质溶液与纤维素粘胶溶 液混合,经纺丝制成蛋白质纤维素纤维.同年, JC蚕蛹蛋白纤维新技术的开发研究通过了鉴定. 2O05年1月,中国科学院工程研究所,北京赛特 收稿日期:2o08—11—2O修回日期:2oo8—11—2O 作者简介;曾静伟(1982一),女,在读硕士,研究方向为纺织材料的结构 与性能研究. 通讯作者;沈兰萍(1958一),女,教授,硕士生导师. ? 综述?曾静伟等:再生蚕丝蛋白纤维研发综述11 瑞科技发展有限公司,四川宜宾五粮液集团有限 公司共同研制的”纳米抗菌生物蛋白纤维”通过专 家鉴定.最近,由浙江丝绸科技有限公司蚕业生 物制品分公司研制开发的新纺材蚕丝蛋白粘胶长 丝在杭州蓝孔雀化纤有限公司协助下顺利通过了 试生产. 2再生蚕丝蛋白纤维的工艺技术 2.1蚕丝蛋白粉制备 蚕丝废丝,蚕丝下脚料及废纺,绢纺废丝一洗 涤一烘干称重一过氧乙酸氧化一水洗一脱水一稀 碱水解一过滤一烘干一成品(再生蛋白粉) 2.2纤维生产工艺 蚕丝蛋白粉,粘胶原液,助剂混合溶液一过滤 一计量泵计量一纺丝一凝固液一牵伸一交联一水 洗一切断一上油一烘干一打包 2.3创新点 1)再生蚕丝蛋白纤维是将某些不可纺蚕丝蛋 白质纤维,绢纺废弃原料和蚕丝纺织品染整废水 中的丝胶蛋白质再生利用,开发出一种新型纤维, 该新型纤维的原料来源广泛,且利用了某些废弃 蛋白质材料,有利于环境保护,减少污染,而且纤 维的价格也大大降低. 2)在再生蚕丝蛋白纤维的生产过程中加入各种 助荆,例如:纳米颗粒,抗菌剂,芳香剂等功能性助 剂,使纤维除了具有蛋白质纤维性能之外,增加了许 多独特新功能,大大提升了产品的档次和附加值. 3展望 再生蚕丝蛋白纤维的研发所面临的主要问题 是蛋白质提纯问题.蛋白质水解条件和丝胶蛋白 质的提纯条件对再生蚕丝蛋白纤维成纤有很大的 影响,解决蛋白质的提纯技术主要是通过控制蛋 白质水解条件和丝胶蛋白质的提纯条件来完成. 奚柏君[4对此已经做过深入的研究,2Oo2年JC 蚕蛹蛋白纤维在研制中攻克了蛋白质的提纯脱 色,脱臭,蛋白与丙烯腈的接枝共聚,纺丝成形等 一 系列关键技术,为再生蚕丝蛋白纤维的研究奠 定了基础.陈峰等[5]对蛹蛋白粘胶长丝的开发和 应用研究不仅使大量缫丝后的蚕蛹变废为宝,而 且增加了一种新型的仿真丝面料. 由于蛋白质寓于再生蛋白质纤维之中,蛋白 质的肽键(一CONH一)与再生胶中的纤维素羟基 (一OH)形成氢键,产生较强的分子结合力,形成 再生蚕丝蛋白质的复合纤维,经过后加工处理制 得十分理想的蛋白纤维,它集蛋白纤维和再生纤 维优点于一身,具有优良的吸湿性,透气性和较好 的断裂伸长率.纤维中有多种人体所需的氨基酸 (如甘氨酸,丙氨酸,脯氨酸,羟脯氨酸,谷氨酸,精 氨酸,天冬氨酸,丝氨酸等)同时具有独特的护肤 保健功能,因此日益受到人们的青睐.这种纤维 性能良好,原料来源较丰富,强度比羊毛纤维高, 伸长率适中,回潮率高,故抗静电能力好.在手 感,吸湿性能和透气性能方面与羊毛,真丝等高档 纤维相仿,是制造高档纺织品的理想材料,而纤维 成本仅为大豆纤维的1/4.再生蚕丝蛋白纤维具 有蚕丝般的光泽,羊毛般的手感,符合当今消费者 崇尚绿色,古朴,自然的消费理念,具有广阔的发 展前景. 参考文献 [1]马君志.葛江,陈宝成,等.再生蛋白质纤维的开发[J].纺织 导报,2OO6(7);33—35. [2]高立斌,武晓平.蛋白质纤维研发现状[J].中国纤检,2O02 (9):41—42. [3]王其,李官奇.大豆蛋白质改性纤维的保健功能和机理研究 [J].针织工业,2004(4):67—71. [4]奚柏君,姜永峰,宣光容,等.再生蛋白纤维的研制及性能分 析口].上海纺织科技,20oZ(12);13一l4. [5]陈峰,张佩华.蛹蛋白粘胶复合长丝针织产品的开发[J].针 织工业,zOO3(2). E盈圆圜 a.叙词(正式主题词):指收入《汉语主题词表》(叙词表)中可用于标引文献主题概念的即经过 化的词或词组. b.直接从文章的题名,摘要,层次标题或文章其他内容中抽出来的,能反映该文章主题概念的自然语 言(词或词组),即汉语主题词表中的上位词,下位词,零星代词等非正式题词,和词表中找不到的自由词.