淺談大豆蛋白纖維的應用前景

姜李中

（蕭山區國家羽絨檢測中心，浙江 杭州 311200）

近年來，隨著我國社會的高速發展，人們的生活質量得到了顯著提升，衣食住行等生活方式都發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量，還要重視服裝的環保性和美觀性。在這樣的背景下，如何加快紡織業的發展進程、創造出滿足人們多元化著裝需求的紡織材料成為當下紡織領域的重要研究課題。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對傳統纖維進行改良，其生產過程不會對環境造成破壞，所產生的廢物也容易被降解。可以說，既迎合了當下我國的可持續發展理念，也拓寬和優化了紡織行業的多元化屬性，推進了紡織行業的發展，可以為人們創造出集美觀性、環保性、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世紀末20世紀初，國外就開始研究大豆蛋白纖維，經歷一個世紀，先后有英國、美國、日本等國家。1969年，日本東洋公司研制生產牛奶蛋白纖維；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[1]。

2 研究現狀

現在，對大豆蛋白纖維化學結構的研究還停留在對其形態的研究上，分子層次尚未有可觀的進展，對大豆蛋白纖維分子結構尤其是結晶度等研究較少。根據市場需要及市場結構要求，對大豆蛋白纖維的研究仍然集中在物理性能、化學性能以及其他傳統的紡織業需求上。

然而，新材料的產生必然不能局限于狹隘的行業應用，雖然其推廣價值暫未在行業內公開，但是業內已有對其成分及結構的研究。

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，有明顯的皮芯結構，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是不規則的，且凹凸有致、有溝槽，這種形態決定了大豆蛋白纖維具有透氣、吸濕等性能。

3 產物特點

3.1 來源廣泛

大豆蛋白纖維是經過提純、生物工程處理，進行化學改性并使用現代設備經濕法紡制而成的。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 性質優良

對大豆蛋白纖維的物理性能及化學性質進行研究發現，大豆蛋白纖維的產物不僅可以像蠶絲等傳統織物一樣具有導濕、透氣等優良特性，而且貼身穿著時不會對皮膚產生傷害，更不會引發過敏等不良癥狀，可用作高端織物的原材料。但是由于該材料屬于新興材料，提煉過程規模化尚需一定時間，故短時間內不能廣泛應用。

3.3 協調性好

綜合各種材料的優良性質，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，達到降低成本、提升質感的要求。

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，纖維已經達到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，穩定性較強。在常規洗滌條件下，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低于110 ℃[3]。大豆蛋白纖維的極限氧指數為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 大豆蛋白纖維的應用

4.1 大豆蛋白纖維織物的優點

大豆蛋白纖維織物具有較強的導濕性、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，不僅規避了傳統化學纖維引起穿戴者過敏等不良反應，還具有較強的保健性能，能夠有效地應用于高檔內衣、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，難以達到預期的效果，若增加大豆蛋白的比例，反而會對力學性能造成不利影響。（2）需要改善織物起毛、起球等不良現象，這會對大豆蛋白融入市場產生極大的限制作用。（3）需要進一步提升大豆蛋白纖維中的光穩定性，還要盡量消除原基色。（4）不具備較強的熱穩定性，這是大豆蛋白纖維后續加工過程中亟待得到重視的問題。

4.3 產品開發

4.3.1 針織內衣和睡衣

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，再加上較為細膩，常常用于內衣和睡衣的加工制造。與此同時，這一纖維內含豐富的蛋白質，制品對于皮膚也有較強的保健功能。目前，隨著我國紡織技術的發展以及科學技術的提升，關于大豆纖維中的蛋白質融入中草藥這一技術難題已經被攻克，進一步拓寬了大豆纖維的屬性和職能，其內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，在未來內衣領域，大豆蛋白纖維會占有重要的地位，也具有較大的開發潛力。

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，在混紡面料的開發方面發揮巨大的價值，能進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，能夠有效規避真絲織物因汗濕而緊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到一致，在提升使用者滿意度的同時，避免生產成本的浪費[4]。

5 應用前景

（1）經濟價值。根據相關數據分析，大豆榨油后的大豆餅中含有蛋白質，通常僅作為肥料使用。然而，經化學方式進行加工后，可以從大豆餅中提煉出蛋白質，大大提高了大豆餅的使用效率。蛋白質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有的紡織生產原材料問題，既不會對現有環境造成污染，也不會產生過多的生產廢料；既滿足環保要求，又滿足紡織業需要；既不會損傷人體，又有較好的質量手感。同時，材料的搭配性使其得到了更廣泛的應用[6]。

6 發展態勢

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、國內視角來分析，大豆蛋白纖維有著巨大的發展空間，遠遠沒有達到飽和狀態。大豆蛋白纖維不僅會滲透我國服飾行業，還會在安全檢測、市場營銷等多個領域發揮巨大的價值，可以說大豆蛋白纖維行業會向著專業化、精細化以及規模化方向發展[7]。大規模企業具有足夠的資金、技術和人脈投入到大豆纖維的技術開發和科研項目創新中，而小規模企業由于資金、人力、物力等多方面的限制，難免會陷入惡性循環。隨著我國社會體系的高速發展，人們的生活水平和質量日益提升，大豆蛋白纖維會受到越來越多人的關注。與此同時，隨著我國對紡織行業的重視程度不斷提升，我國也陸續出臺了關于大豆蛋白纖維新技術、新設備的研發政策，為我國大豆蛋白纖維行業的發展提供了支持和引導。可以預料，隨著大豆蛋白纖維工藝的逐步優化和完善，大豆蛋白纖維與紡織業的融合機制也會得到深化，生產出一系列性能優質、附加值較高的產品，引起客商強烈的投資興趣，市場發展前景非常可觀。

7 結語

大豆蛋白纖維材料無論是從內在性質還是經濟價值，又或者是對傳統紡織業的促進作用來說，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良性質。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，市場也會不斷地擴大，應用前景十分可觀。