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牛奶蛋白纤维的特性、应用和定性检测
l 牛奶纤维发展历史
20世纪70年代，日本成功研制出有别于天然纤维和化学纤维的一种新型纤维——含有牛奶中蛋白质氨基酸分子的合成纤维，被称为“牛奶”纤维。该纤维亲肤性极佳，在医疗用途上能替代药用纱布。为防止技术机密泄露，日本曾一度在亚洲地区仅向新加坡、韩国和香港等地出口，且都是半成品或成品。 在国内，也有不少单位进行牛奶蛋白纤维的研究，但由于种种原因未突破关键技术。上海正家牛奶丝科技有限公司与东华大学合作，目前已能生产牛奶蛋白纤维长丝及短纤。开发的产品经上海出入境检验检疫局、上海市纺织印染产品质量监督检验站、上海市卫生防疫站和中国中科院生化研究所的物理、化学性能测试，纤维含17种氨基酸，pH值为6．80，呈微酸性，与皮肤保持一致；不含任何致癌偶氮染料及甲醛。 2 牛奶蛋白纤维的特性 所谓的牛奶蛋白纤维就是将液态牛奶去水、脱脂、利用接枝共聚技术将蛋白质分子与丙烯腈分子制成牛奶浆液，再经湿纺新工艺处理而成，使其形成一种在结构中含有牛奶蛋白质氨基酸大分子的线型高分子，因此可以将牛奶蛋白纤维描述为一种含动物蛋白氨基酸的合成纤维。正因为纤维中含有大量动物蛋白的氨基酸，所以具有良好的亲肤特性；也正因为其制作过程采用接枝共聚、湿纺等技术，纤维的性能和品种可根据需要调整，具有极好的加工性能。在棉、麻、丝、毛等天然纤维和其他化学纤维中，动物蛋白质纤维与人体皮肤性质最为相近，细而柔软、平滑、富有弹性，并具有较好的吸湿性和光泽。 由于牛奶纤维的理、化性能既有别与棉、麻、丝、毛等天然纤维，又与锦纶、腈纶、涤纶和丙纶等化纤不一样，因此其性能介于天然纤维与合成纤维之间。其物化指标检测值如下：干断裂强度≥2．5 cN／dtex；干断裂强力变异系数≤14％；干断裂伸长率16．0％～25．0％；干断裂伸长率变异系数≤12％；线密度偏差率±4.0％；线密度变异系数≤3．5％；染色均匀度(灰卡)≥3～4级；回潮率4％～6％；纤维抑菌率≥80％。 3 牛奶蛋白纤维的应用 正家公司先以牛奶长纤维为研究对象，2000年上半年科技攻关成功。又经近4年的应用研究，建立了年产50吨牛奶蛋白长纤维、500吨牛奶蛋白短纤维的生产线。 目前，公司又开发了PW、LM、SM、AM系列牛奶蛋白纤维长丝面料，并与东华大学纺织面料技术教育部重点实验室合作，研究牛奶蛋白短纤维的应用性能，开发了牛奶蛋白短纤维与其他纤维混纺纱线。目前，已开发了与羊绒、羊毛、蚕丝、粘胶纤维等混纺产品。牛奶蛋白短纤维能在混纺中取得较好的效果，主要表现在柔软、滑爽、光泽、亲肤、染色性能好等。牛奶蛋白纤维部分应用性指标如下：卷曲率13．6％；卷曲弹性回复率76．5％；残留卷曲率10．4％；含油率0．14％；细度8．3 tex／144F；比电阻2．37×109Ω·g/cm2；断裂强度26．2 cN／tex(2．97g/D)；断裂伸长32．5％；耐洗色牢度(面料)原样变色3～4级；白布沾色4～5级；耐汗色牢度(面料)原样变色4级；白布沾色4～5级；顶破强力(面料)397 N；起球(面料)5级；甲醛含量0。 4 牛奶蛋白纤维的定性检测 1995年上海三枪集团曾进口日本产牛奶蛋白纤维，当时的上海商检局(现更名为：上海市出入境检验检预局)就接触到这种新型纤维，但缺乏对其相应的检测手段。随即，该局的技术人员立项研究，制定了《牛奶纤维化学性能和鉴别方法》，成为我国最早有能力鉴别牛奶蛋白纤维的国家检测机构。2002年7月上海市出入境检验检预局将该方法升级为行业标准：SHCIQH 0003—200l《牛奶纤维纺织品定性检验方法》，该标准成为国内检测机构对牛奶蛋白纤维唯一定性检验方法。据悉，该行业标准近日已通过国家评审，不久又将 升级为国家行业标准。 4．1 红外光谱分析 从红外光谱分析可以知道牛奶纤维中含有N—H，一CH3，，一C≡N，>C=O等基团，牛奶纤维是由从 牛奶中提取的氨基酸与丙烯腈接枝而成，但其红外图 谱既不同于丝、毛等天然蛋白质纤维，也不同于腈纶。 4．2 切片投影法 用哈氏切片器作该纤维的纵向和横截面切片，置于500倍投影仪中观察结果：纵向有隐条纹，边缘光滑；横截面呈圆形，似合成纤维。 4．3 燃烧法 靠近火焰：熔融并卷曲；接触火焰：卷曲，融化，燃烧；离开火焰：燃烧，有时自灭；燃烧时气味：毛发燃味；残留物特征：黑色状，基本松脆，但有极细微量硬块。 从以上的燃烧特征看，极似真丝等蛋白质纤维。 4．4 熔点法 300％，以下无熔点，同麻、棉等无熔点纤维。 4．5 溶解法 条件和结果见表1。  根据以上试验情况，我们提出以下两种鉴别方法： (1)切片投影法与燃烧法相结合。 纵向无鳞片(区别于羊毛)，横截面呈圆形(区别于真丝)，燃烧时有蛋白质臭味(区别于化纤、棉、麻等非蛋白质纤维)，可确认为是“牛奶纤维”。 该方法的特点是快速、简便。能鉴别目前横截面呈圆形的牛奶纤维。若横截面为非圆形时，则宜用方法(2)。 (2)燃烧法与化学试剂溶解法相结合。 在100％：下用2．5％NaOH溶解30 min，纤维溶胀成冻胶状(区别于羊毛和真丝)，燃烧时有蛋白质臭味(区别于化纤、棉、麻等非蛋白质纤维)。 以上方法是对牛奶蛋白纤维的定性分析方法。目前，对于我们生产的牛奶蛋白混纺纱线也有了相应的定量分析方法标准，在这里因篇幅所限不赘述。 |
