再生蛋白质纤维：天然蛋白质纺丝制成的纤维

再生蛋白质纤维是指用酪素、大豆、花生、牛奶、胶原等天然蛋白质为原料经纺丝形成的纤维。为了克服天然蛋白质本身性能上的弱点，通常与其他高聚物经接枝共聚或混纺成为复合纤维。

1.牛奶蛋白复合纤维　牛奶蛋白复合纤维又称酪素纤维，是以牛奶为原料，经脱水、脱油、脱脂、分离、提纯使之成为一种具有线型大分子结构的乳酪蛋白；再采用高科技手段与聚丙烯腈或聚乙烯醇等高聚物进行共混、交联、接枝或醛化，制备成纺丝原液；最后通过湿法纺丝成纤、固化、牵伸、干燥、卷曲、卷绕而成。牛奶蛋白与聚丙烯腈共混、交联、接枝得到的纤维称作腈纶基牛奶蛋白纤维；牛奶蛋白与聚乙烯醇共混、交联、接枝得到的纤维称作维纶基牛奶蛋白纤维；牛奶蛋白与纤维素共混制得的纤维称作黏胶基牛奶蛋白纤维。

牛奶蛋白纤维具有天然蛋白纤维的蚕丝光泽和亲肤性、羊绒的手感和保暖性以及合成纤维的易护理性，因此，其产品大多应用于与皮肤直接接触的服用材料。

腈纶基牛奶蛋白纤维的截面类似于腈纶的圆形或哑铃形，纵面沟槽直而均匀且有微小的蛋白质颗粒附着物；维纶基牛奶蛋白纤维的截面类似于维纶的腰圆形，纵面沟槽由断续的凹坑构成，如图1-12所示。

牛奶蛋白纤维耐碱性较差，耐酸性稍好；具有较好的耐光性；适用的染色剂种类较多，上染率高且速度快，染色均匀，色牢度好。

牛奶蛋白纤维具有天然的抗菌功效，不会对皮肤造成过敏反应；对皮肤具有一定的亲和性，制成的纺织品和服装具有良好的舒适性。

图1-12　牛奶蛋白纤维横截面和表面形态结构SEM图

牛奶蛋白纤维表面光滑柔软，在纺纱过程中的抱合力差，容易黏附机件，为满足成纱的需要，必须采取添加抗静电剂等措施进行预处理，以提高其抗静电能力。

牛奶蛋白纤维耐热性差，在湿热状态下轻微泛黄，在120℃以上泛黄，150℃以上变褐色。因此洗涤温度不能超过30℃，熨烫温度不能超过120℃，最好是用低温（80～20℃）熨烫。牛奶蛋白纤维的化学稳定性差，耐碱性与其他蛋白质纤维类似，不能使用漂白剂漂白。同时它的抗皱性差，具有淡黄色泽，不易生产白色产品。

2.大豆蛋白纤维　大豆蛋白纤维是我国自主研发并在国际上率先实现工业化生产的具有完全自主知识产权的纤维。

大豆蛋白纤维具有纤细、光滑、柔软的特点和怡人的光泽、良好的悬垂性和吸湿透气性，蛋白质对人体具有保健作用，在内衣、睡衣领域大有开发潜力。

大豆蛋白与聚丙烯腈共混、交联、接枝得到的纤维称作腈纶基大豆蛋白纤维；大豆蛋白与聚乙烯醇共混、交联、接枝得到的纤维称作维纶基大豆蛋白纤维；大豆蛋白与纤维素共混制得的纤维称作黏胶基大豆蛋白纤维。

维纶基大豆蛋白纤维的横截面近似圆形，有表皮层，表皮层薄而结构较为紧密，芯层结构松散不匀，含有多而大小不一的孔洞和缝隙。纵面有沟槽和凹凸坑，表面附有小颗粒。

腈纶基大豆蛋白纤维的横截面近似豆瓣状，结构较紧密、均匀，含有一定量的微小孔洞和缝隙。

黏胶基大豆蛋白纤维的横截面呈扁平状、哑铃形或腰圆形，有皮芯结构，横截面上有细小微孔；纵向表面不光滑，有不规则的沟槽和海岛状的凹凸。

纤维截面中布满的大大小小的空隙和纵向凹凸坑、表面附有的小颗粒是大豆蛋白纤维与相应基体纤维形态的主要区别，如图1-13所示。

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图1-13　大豆蛋白纤维横截面和表面形态结构图

大豆蛋白纤维在标准大气条件下的平衡回潮率为：腈纶基5％～6％，维纶基6％～7％，黏胶基13％～14％。

大豆蛋白纤维的表面沟槽和纤维孔洞使纤维具有显著的毛细管效应，其导湿性优于竹浆纤维、莫代尔纤维等吸湿性好的纤维。

3.蚕蛹蛋白复合纤维　蚕蛹蛋白复合纤维由两种物质构成，具有两种聚合物的特性。蚕蛹蛋白黏胶共混纤维有金黄色和浅黄色两种，具有皮芯结构，外层是蛋白质，芯层是黏胶纤维素。

蛋白液与黏胶的混合纺丝液经酸浴凝固成形时，蛋白质主要分布于纤维的表面，形成了特定的皮芯结构。具体过程如下：蚕蛹蛋白纤维是以缫丝后的蚕蛹为原料，经过脱脂、碱液溶解、过滤、加入硫酸得到蛹酪素，蛹酪素经水洗、烘干后用于纺丝。纺丝时蛹酪素溶解液和黏胶溶解液在喷丝口同时喷出，并发生化学反应，形成蛹蛋白黏胶纤维，形态如图1-14所示

4.花生纤维和玉米纤维

图1-14　蚕蛹蛋白复合纤维形态

（1）花生蛋白纤维是从花生粕饼中分离出花生蛋白质，溶解于一定比例的碱溶液，获得花生蛋白液。然后加入变性剂和引发剂、一定量的羟基高聚物，经过接枝、共混、共聚得到纺丝液，然后经纺丝、拉伸、定型等工艺而制成。花生蛋白纤维的理化性能与其他再生蛋白质纤维类似，手感舒适、透气光滑、保健性能好，不足之处是纤维的断裂强度相对较低，吸湿率很高，故纤维干、湿状态下的强度相差较大。花生蛋白纤维具有蚕丝般的轻柔与光泽，具有棉纤维的透气舒适，羊毛般的保暖、挺括；并具有染色性能好、吸湿适宜等优点。产品可与羊毛、丝、棉、麻及化学纤维混纺，具有吸湿、透气、柔软、光滑、保健等特点。花生蛋白纤维加工容易、原料丰富、成本低、无三废污染，属于环保型可再生的绿色纺织材料，具有广阔的市场前景，目前还没有进行大规模产业化生产。

（2）玉米蛋白纤维是用异丙醇从玉米残渣中提取玉米蛋白质，利用碱液溶解，经过滤、脱泡、共聚，最后用湿法纺丝方法制成。玉米蛋白纤维的化学组成、染色性能与羊毛相似。玉米蛋白纤维呈金黄色，不霉、不蛀，具有羊绒般手感、柔软、滑爽；又有蚕丝般的光泽，纤维细、轻，强伸度高，耐酸碱性能好，有优良的导湿性和放湿性。玉米蛋白纤维的飘柔性和悬垂性优于蚕丝，耐沸水收缩、耐干热，可针织、机织成各种超薄或加厚的高档服装面料。玉米纤维柔软细腻，具有丝质的光泽度和极佳的皮肤接触性。博洋家纺利用玉米蛋白纤维做高档被芯的填充物。

玉米蛋白纤维有广泛的应用价值，可制成纱、织物、非织造布，也可以与棉、羊毛或黏胶纤维等可分解性纤维混纺。它满足了人们对穿着舒适性、美观性的追求，是环保型可再生的绿色纤维，具有广阔的市场前景。

5.再生动物毛蛋白复合纤维　再生动物毛蛋白复合纤维是利用猪毛、羊毛下脚料等不可纺蛋白质纤维或废弃蛋白质材料经纺丝得到的纤维。此纤维性能良好，原料来源广泛，且充分利用了某些废弃材料，也有利于环境保护。由于天然蛋白质纤维力学性能较差，往往与其他高聚物材料如聚丙烯腈等接枝或与黏胶纤维等混纺。用这种纤维制成的纺织品手感丰满，性能优良，价格远低于同类羊毛面料，具有较强的市场竞争力。

再生动物毛蛋白复合纤维性能非常优越，纤维中有多种人体所必需的氨基酸，具有独特的护肤保健功能。无论蛋白质含量多少，各种氨基酸均匀分布在纤维表面，其氨基酸系列与人体相似，对人体皮肤有一定的相容性和保护作用。再生动物毛蛋白复合纤维制品吸湿透气性好，穿着舒适，具有良好的悬垂性和蚕丝般的光泽以及独特的风格，成为高档时装、内衣的时尚面料，具有良好的开发前景。

再生动物毛蛋白与丙烯腈复合纤维的形态结构SEM照片如图1-15所示。纤维横截面呈不规则锯齿形，而且随蛋白质含量的增加，纤维中的缝隙孔洞数量增加，体积变大，并存在一些球形气泡；纤维的纵向表面较光滑，随蛋白质含量增加，其表面光滑度下降，当蛋白质含量过高时，纤维表面就变得粗糙。

图1-15　再生毛复合纤维的SEM照片

再生动物毛蛋白复合纤维具有较好的耐酸碱性，水解速度随酸浓度的增加而增大，再生动物毛蛋白复合纤维受到酸损伤的程度比纤维素纤维小。随碱液浓度的增加，纤维溶解性先增加后降低。再生动物毛蛋白纤维具有一定的耐还原能力，即还原剂对其丝素作用也很弱，没有明显损伤。