大豆蛋白纤维：环保可回收，力学性能佳

我国从20世纪90年代开始由河南省濮阳华康化学生物工程联合集团公司李官奇等耗资6000多万元，开发研究大豆蛋白纤维，并率先获得成功。2000年3月由河南省遂平华康生物工程有限公司在世界上首次实现工业化生产。

（一）大豆蛋白纤维的制备

大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维，是以榨过油的大豆豆粕为原料，利用生物工程技术，提取出豆粕中的球蛋白；通过添加功能性助剂，改变蛋白质空间结构，使之与含氰基、羟基等高聚物进行接枝、共聚或共混，改变蛋白质空间结构，制成一定浓度的蛋白纺丝液；熟成后，再将纺丝液由计量泵打入喷丝头喷丝，丝条进入凝固浴凝固，得到大豆蛋白纤维的半成品，然后，经牵伸、缩醛化交联处理、水洗、上油、烘干、卷曲定型、切断得到各种长度规格的纺织用高档纤维（图5-6）。它的主要成分是大豆蛋白质（23%～55%）和高分子PVA或PAN（45%～77%）。显然，纤维的大豆蛋白含量并不太高，因此所制得的纤维应是大豆蛋白改性的PVA或PAN纤维，应用过程中俗称“大豆蛋白纤维”。

图5-6　大豆蛋白纤维的生产工艺流程图(www.xing528.com)

（二）大豆蛋白纤维的结构与性能

由大豆蛋白纤维的组成可知，它是10余种氨基酸的缩聚大分子物质，但其各种氨基酸的含量及比例与动物蛋白质有很大区别，不同地域的大豆所含氨基酸的含量和比例也存在差异。大豆蛋白纤维结构主要有三部分，最外层为改性蛋白质，中间部分为经缩醛化的聚乙烯醇，内芯为含磺酸基单体的聚丙烯腈。蛋白质主要是以不连续的团块状分散在连续的PVA介质中，在结构上含有氨基、羧基、羟基、氰基等，这种结构和含有的基团使它具有较好的吸湿性和导湿性。

大豆蛋白纤维截面大多呈不规则的哑铃形和三角形，截面中心颜色较深，有明显的皮芯结构，皮层结构紧密且厚韧，芯层由于在凝固浴中脱溶剂时形成了许多海绵多孔状的空隙结构；纵向表面呈现不明显的沟槽，颜色为米黄色，俗称为“大豆色”，光泽柔和，类似于真丝；纤维具有一定的卷曲，但卷曲度不如细羊毛明显；与蚕丝比黏性小，手感轻柔滑爽，酷似羊绒，保暖性高于腈纶，悬垂性和抗皱性优于蚕丝，透气性高于蚕丝、腈纶，可洗性比腈纶和蚕丝好，摩擦系数小，抗静电性能优于合成纤维，公定回潮率为8.6%，吸湿性与棉相当，导湿透气性优于棉，穿着舒适卫生。因此，大豆蛋白纤维同时具有天然纤维和合成纤维的力学性能。专家们对其鉴定后认为，该纤维具有单丝细度细、相对密度小、强伸度高、耐酸耐碱性好、光泽好、吸湿导湿性好等特点，外观华贵，穿着舒适，保健功能性强，称得上“人造羊绒”。

生产大豆蛋白纤维的主要原料大豆豆粕，来源丰富且具有可再生性，不会对资源造成掠夺性开发。在大豆蛋白纤维生产过程中，由于所使用的辅料和助剂均无毒，且大部分助剂和半成品纤维均可回收重新使用。提取蛋白质后留下的残渣还可以作为饲料，其生产过程不会对环境、空气、人体、土壤、水质造成污染；大豆蛋白纤维本身易生物降解，被专家誉为“21世纪健康舒适型纤维”。