淺談大豆蛋白纖維的應(yīng)用前景

姜李中

（蕭山區(qū)國家羽絨檢測中心，浙江 杭州 311200）

近年來，隨著我國社會的高速發(fā)展，人們的生活質(zhì)量得到了顯著提升，衣食住行等生活方式都發(fā)生了翻天覆地的變化，尤其是人們對于著裝方面也提出了更高的要求：不僅要求服裝具有較好的性能和質(zhì)量，還要重視服裝的環(huán)保性和美觀性。在這樣的背景下，如何加快紡織業(yè)的發(fā)展進(jìn)程、創(chuàng)造出滿足人們多元化著裝需求的紡織材料成為當(dāng)下紡織領(lǐng)域的重要研究課題。大豆蛋白纖維是一種新型紡織材料，主要是借助生物工程技術(shù)對傳統(tǒng)纖維進(jìn)行改良，其生產(chǎn)過程不會對環(huán)境造成破壞，所產(chǎn)生的廢物也容易被降解?？梢哉f，既迎合了當(dāng)下我國的可持續(xù)發(fā)展理念，也拓寬和優(yōu)化了紡織行業(yè)的多元化屬性，推進(jìn)了紡織行業(yè)的發(fā)展，可以為人們創(chuàng)造出集美觀性、環(huán)保性、功能性、舒適性于一體的服飾，滿足了人們對多元化著裝的需求。

1 理論提出

19世紀(jì)末20世紀(jì)初，國外就開始研究大豆蛋白纖維，經(jīng)歷一個世紀(jì)，先后有英國、美國、日本等國家。1969年，日本東洋公司研制生產(chǎn)牛奶蛋白纖維；1994年，美國杜邦公司開始研究玉米蛋白纖維。隨后，中國開始研究大豆蛋白纖維，并于2000年3月正式投產(chǎn)[1]。

2 研究現(xiàn)狀

現(xiàn)在，對大豆蛋白纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究還停留在對其形態(tài)的研究上，分子層次尚未有可觀的進(jìn)展，對大豆蛋白纖維分子結(jié)構(gòu)尤其是結(jié)晶度等研究較少。根據(jù)市場需要及市場結(jié)構(gòu)要求，對大豆蛋白纖維的研究仍然集中在物理性能、化學(xué)性能以及其他傳統(tǒng)的紡織業(yè)需求上。

然而，新材料的產(chǎn)生必然不能局限于狹隘的行業(yè)應(yīng)用，雖然其推廣價值暫未在行業(yè)內(nèi)公開，但是業(yè)內(nèi)已有對其成分及結(jié)構(gòu)的研究。

研究表明，大豆蛋白纖維有啞鈴型的橫截面，有的橫截面甚至是腰圓形的，橫截面上有小孔，有明顯的皮芯結(jié)構(gòu)，而且有厚皮層，能夠抵抗變形。在顯微鏡下看，大豆蛋白纖維縱截面的形態(tài)是不規(guī)則的，且凹凸有致、有溝槽，這種形態(tài)決定了大豆蛋白纖維具有透氣、吸濕等性能。

3 產(chǎn)物特點

3.1 來源廣泛

大豆蛋白纖維是經(jīng)過提純、生物工程處理，進(jìn)行化學(xué)改性并使用現(xiàn)代設(shè)備經(jīng)濕法紡制而成的。由于制作該纖維的原料是大豆榨油后剩下的豆餅，來源廣泛，這也為大豆蛋白纖維的研究提供了諸多便利。

3.2 性質(zhì)優(yōu)良

對大豆蛋白纖維的物理性能及化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，大豆蛋白纖維的產(chǎn)物不僅可以像蠶絲等傳統(tǒng)織物一樣具有導(dǎo)濕、透氣等優(yōu)良特性，而且貼身穿著時不會對皮膚產(chǎn)生傷害，更不會引發(fā)過敏等不良癥狀，可用作高端織物的原材料。但是由于該材料屬于新興材料，提煉過程規(guī)模化尚需一定時間，故短時間內(nèi)不能廣泛應(yīng)用。

3.3 協(xié)調(diào)性好

綜合各種材料的優(yōu)良性質(zhì)，將大豆蛋白纖維與蠶絲、羊毛等纖維混紡，借助材料的不同特性形成綜合特性更好的材料，達(dá)到降低成本、提升質(zhì)感的要求。

3.4 物理機械性能

相比于羊毛、棉花、蠶絲，大豆纖維的斷裂強度更高，纖維已經(jīng)達(dá)到0.9 tex。再加上大豆蛋白纖維具有較高的初始模量以及較低的沸水收縮率，穩(wěn)定性較強。在常規(guī)洗滌條件下，織物的收縮較小，而且具有較強的抗皺性，易吸快干的特點[2]。

3.5 化學(xué)性能

（1）熱性能。大豆蛋白纖維的玻璃化溫度為81 ℃，分解溫度為330 ℃，熱穩(wěn)定性比羊毛差。大豆蛋白纖維在150 ℃、30 min時的斷裂強度和斷裂伸長分別為原始值的68.0%和92.5%，后加工的處理溫度應(yīng)低于110 ℃[3]。大豆蛋白纖維的極限氧指數(shù)為22.0%，低于羊毛和蠶絲。大豆蛋白纖維在干熱空氣和沸水中的熱收縮率均高于羊毛，說明濕熱尺寸穩(wěn)定性差。（2）溶解性能。大豆蛋白纖維的耐酸性能較差，具有一定的耐堿性，在紫外線照射120 h后，強力下降9.8%，斷裂伸長和變異系數(shù)略有增加，說明大豆蛋白纖維具有較好的耐日光性能。

4 大豆蛋白纖維的應(yīng)用

4.1 大豆蛋白纖維織物的優(yōu)點

大豆蛋白纖維織物具有較強的導(dǎo)濕性、透氣性，而且大豆蛋白中含有大量的氨基酸，與人體接觸之后，不僅規(guī)避了傳統(tǒng)化學(xué)纖維引起穿戴者過敏等不良反應(yīng)，還具有較強的保健性能，能夠有效地應(yīng)用于高檔內(nèi)衣、床上用品等服飾加工中，有助于提升使用者的滿意度。

4.2 大豆蛋白纖維織物加工中的問題

（1）大豆蛋白纖維中的大豆蛋白元素含量較低，難以達(dá)到預(yù)期的效果，若增加大豆蛋白的比例，反而會對力學(xué)性能造成不利影響。（2）需要改善織物起毛、起球等不良現(xiàn)象，這會對大豆蛋白融入市場產(chǎn)生極大的限制作用。（3）需要進(jìn)一步提升大豆蛋白纖維中的光穩(wěn)定性，還要盡量消除原基色。（4）不具備較強的熱穩(wěn)定性，這是大豆蛋白纖維后續(xù)加工過程中亟待得到重視的問題。

4.3 產(chǎn)品開發(fā)

4.3.1 針織內(nèi)衣和睡衣

相比于棉、黏膠纖維、羊毛等，大豆蛋白纖維具有較高的斷裂強度，再加上較為細(xì)膩，常常用于內(nèi)衣和睡衣的加工制造。與此同時，這一纖維內(nèi)含豐富的蛋白質(zhì)，制品對于皮膚也有較強的保健功能。目前，隨著我國紡織技術(shù)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的提升，關(guān)于大豆纖維中的蛋白質(zhì)融入中草藥這一技術(shù)難題已經(jīng)被攻克，進(jìn)一步拓寬了大豆纖維的屬性和職能，其內(nèi)在殺毒和消炎作用也得到了顯著加強。再加上大豆纖維本身具有較強的吸濕性能和透氣性能，在未來內(nèi)衣領(lǐng)域，大豆蛋白纖維會占有重要的地位，也具有較大的開發(fā)潛力。

4.3.2 混紡面料

大豆蛋白纖維可以融入蠶絲、棉、黏粘纖維、羊毛、山羊絨等纖維中，在混紡面料的開發(fā)方面發(fā)揮巨大的價值，能進(jìn)一步豐富大豆纖維自身的性能。具體而言，將大豆纖維與蠶絲混紡，能夠有效規(guī)避真絲織物因汗?jié)穸o貼人體所帶來的冰冷感；將其融入于羊毛中，與羊毛纖維混紡時，羊毛纖維的性能會與大豆纖維達(dá)到一致，在提升使用者滿意度的同時，避免生產(chǎn)成本的浪費[4]。

5 應(yīng)用前景

（1）經(jīng)濟價值。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，大豆榨油后的大豆餅中含有蛋白質(zhì)，通常僅作為肥料使用。然而，經(jīng)化學(xué)方式進(jìn)行加工后，可以從大豆餅中提煉出蛋白質(zhì)，大大提高了大豆餅的使用效率。蛋白質(zhì)與高聚物可以制成大豆蛋白纖維，雖然成本低廉，市場售價卻是成本價的3倍以上，不僅提高了大豆餅的使用價值，而且產(chǎn)生了高額的收益[5]。

（2）成品價值。大豆蛋白纖維的成功研究和推廣在極大程度上緩解了現(xiàn)有的紡織生產(chǎn)原材料問題，既不會對現(xiàn)有環(huán)境造成污染，也不會產(chǎn)生過多的生產(chǎn)廢料；既滿足環(huán)保要求，又滿足紡織業(yè)需要；既不會損傷人體，又有較好的質(zhì)量手感。同時，材料的搭配性使其得到了更廣泛的應(yīng)用[6]。

6 發(fā)展態(tài)勢

大豆蛋白纖維的主要原料是自然界的大豆，因此原料成本非常低廉，而且原料資源也非常豐富，不會對自然界造成極大的破壞。從國際、國內(nèi)視角來分析，大豆蛋白纖維有著巨大的發(fā)展空間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到飽和狀態(tài)。大豆蛋白纖維不僅會滲透我國服飾行業(yè)，還會在安全檢測、市場營銷等多個領(lǐng)域發(fā)揮巨大的價值，可以說大豆蛋白纖維行業(yè)會向著專業(yè)化、精細(xì)化以及規(guī)?；较虬l(fā)展[7]。大規(guī)模企業(yè)具有足夠的資金、技術(shù)和人脈投入到大豆纖維的技術(shù)開發(fā)和科研項目創(chuàng)新中，而小規(guī)模企業(yè)由于資金、人力、物力等多方面的限制，難免會陷入惡性循環(huán)。隨著我國社會體系的高速發(fā)展，人們的生活水平和質(zhì)量日益提升，大豆蛋白纖維會受到越來越多人的關(guān)注。與此同時，隨著我國對紡織行業(yè)的重視程度不斷提升，我國也陸續(xù)出臺了關(guān)于大豆蛋白纖維新技術(shù)、新設(shè)備的研發(fā)政策，為我國大豆蛋白纖維行業(yè)的發(fā)展提供了支持和引導(dǎo)?？梢灶A(yù)料，隨著大豆蛋白纖維工藝的逐步優(yōu)化和完善，大豆蛋白纖維與紡織業(yè)的融合機制也會得到深化，生產(chǎn)出一系列性能優(yōu)質(zhì)、附加值較高的產(chǎn)品，引起客商強烈的投資興趣，市場發(fā)展前景非常可觀。

7 結(jié)語

大豆蛋白纖維材料無論是從內(nèi)在性質(zhì)還是經(jīng)濟價值，又或者是對傳統(tǒng)紡織業(yè)的促進(jìn)作用來說，都是值得推廣的好材料。大豆蛋白纖維具有透氣、光滑等性能，與其他材料如蠶絲或者棉花等混合后，其他材料也有了與大豆蛋白纖維相似的優(yōu)良性質(zhì)。因此，大豆蛋白纖維制品越來越被大家青睞。隨著研究的不斷深入，其利用價值將會被不斷地開發(fā)，市場也會不斷地擴大，應(yīng)用前景十分可觀。