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1、摘 要：本文对牛奶蛋白纤维的概念和发展历程做了简要的梳理，并详细介绍了牛奶蛋白纤维的主要性质，包括物理性质和化学性质两个方面，最后通过对牛奶蛋白纤维的定性检测的详细讨论，为牛奶蛋白纤维的辨别和应用提供了一定的理论基础，并对牛奶蛋白纤维产品的开发起到一定的指导作用。关键词：牛奶蛋白纤维；定性检测；主要应用中图分类号： TS1 文献标识码： A自工业革命以来，发达国家废弃的大量服装废品已经造成了严重的环境污染，研制新型绿色的生态纺织品成为新世纪人们的迫切需求。为解决纺织品造成的环境问题，已有一批国家投入了一定的科研费用和人力资源进行新型纺织材料的研发。例如，近期在国内外市场上频繁出现的绿色纺织品，
2、 他们是采用生产过程无污染的纤维， 就像牛奶蛋白纤维、罗布麻纤维、竹纤维、玉米纤维和有机天然纤维等等。其中牛奶蛋白纤维是在二十世纪末期，人们效仿蚕丝天然蛋白质纤维的吐丝原理，利用仿生学制造而成的高蛋白质纤维。一、牛奶蛋白纤维概述牛奶蛋白纤维就是将牛奶中的蛋白质分离出来作为基本的原料，并经过一系列的化学和机械加工制造而成的再生蛋白质纤维，其专业说法就是一种含有乳酪蛋白质成分的接技聚丙烯腈纤维。牛奶蛋白纤维主要由蛋白质、脂肪、水、维生素和乳糖等成分组成。蛋白质是牛奶蛋白纤维进行加工的基础成分，其含量为11.4%，脂肪含量为3.3% ， 4.5%的乳糖以及 88.6% 的水，其余部分由维生素及无机物
3、组成。牛奶蛋白纤维的基础原料就是牛奶，并通过一系列加工：脱水、脱油、脱脂、分离、提纯等步骤成为线性大分子结构的乳酪蛋白，然后采用先进的手段将其与聚丙烯腈或聚乙烯醇高聚物进行混合、交联等化学方法处理，形成纺丝原液；最后利用湿法将纺丝处理成纤，并经过固化、牵伸、干燥、卷曲和定型切断等一系列加工制成。它是一种与天然纤维、再生和合成纤维不同的新型动物蛋白纤维，所以又被称为“半合成再生蛋白质纤维” 。最早对于牛奶蛋白纤维的研究是意大利两家公司 SNIA和 Coutaulds 在 1935 年从牛奶乳酪中提取纯蛋白纤维，但是当时生产的蛋白纤维成本高而且没有利用价值。 我国是从 20世纪 60 年代开始对牛
4、奶蛋白纤维展开研究，我国最早对牛奶蛋白进行工业化投产的是上海正家牛奶丝科技有限公司。到现在为止，我国能够实现牛奶蛋白纤维生产工业化、规模化以及能够实体生产的企业寥寥无几，因此，我国牛奶蛋白纤维的产业化还有很大的发展空间。二、牛奶蛋白纤维的特性（一）纤维的结构特点通过切片和电镜的测试可以观察到，牛奶蛋白纤维的横截面有圆形、腰圆型以及哑铃形状的，其纵切面是凹槽、沟状结构或一些条纹，其边缘及其光滑，具有与蚕丝一样的丝鸣感。这样的结构有助于吸湿导湿，透气和速干，让牛奶蛋白的纤维表面具有摩擦性和抱合力，有助于纤维制成纱。（二）牛奶蛋白纤维的物理性质牛奶蛋白纤维是一种同时具备天然纤维和化学纤维两者优点的纺
5、织服装优品原料。其外观是白色的并具有柔和的光泽，手感柔软滑糯、有丝鸣感，给人一种飘逸的感觉；其强度和湿度较高，抗皱性较佳；虽然静电现象比较明显，但是其防霉防蛀的性能比羊毛还要好，具有天然抑菌的功能。牛奶蛋白纤维的性能介于天然和人工纤维之间，其检测指标如下：单纤的干断裂强度大于 3.5cN/dtex ，强度比羊毛、棉和蚕丝高，而在高强度纤维如涤纶之下，干断裂伸长率在20%左右； 其回潮率在8%左右； 纤维的细度在0.9dtex 左右。这种具备特殊性能的牛奶蛋白纤维生产的纺织成品不仅尺寸稳定性能较好，而且具备容易清洗且快干的特点。（三）牛奶蛋白纤维的化学性质牛奶蛋白纤维的燃烧性能与真丝等蛋白质纤维
6、的特征类似；它的耐热性较差，分解温度为92.7，因此，在染色时要严格控制温度及时间， 洗涤的温度最好低于 30 ， 熨烫容易上染，吸色较均匀且不易褪色。它的化学抵抗力较低，PH 值偏酸性，因此，不能用强碱、氧化剂及还原剂等化学物质进行漂白。牛奶蛋白纤维的耐光性较好，在紫外线的照射下，强力依旧不减。它具有较低的热导率，蓬松性和保暖性较好，不容易泛黄，并可以降解，不会对环境造成污染，是一种新型绿色环保型纤维。（四）染色性能由于牛奶蛋白纤维具有特殊的加工构成特质，可以采用阳离子及酸性染料相结合并用一浴两步法或者两浴两步法来完成染色，阳离子燃料可以对牛奶蛋白纤维中的聚丙烯腈部分进行染色，酸性染料则可以
7、对乳酪蛋白进行染色。这种染色方式可以将牛奶蛋白纤维染不同程度的颜色，其染色的牢固程度同羊毛和真丝类似，均匀度在 3 至 4 级之间，可以采用活性染料进行染色，其成品颜色鲜艳且色泽光亮，而且颜色不易受日晒和汗渍的侵蚀，因此就解决了真丝产品染色鲜艳程度与牢固程度间的矛盾。当牛奶蛋白纤维染深色时，会染不透而出现白丝状，这种现象是由于其特殊的分子结构而导致的，因此，染料制造商就要加强开发或寻找新的助剂或专用的染料，从而提高染料对于牛奶蛋白纤维的着色度。二、牛奶蛋白纤维的定性检测 牛奶蛋白纤维具有多种定性检测的方法：（ 1）燃烧将牛奶蛋白纤维靠近火焰会熔融并出现卷曲、接触火焰会卷曲并燃烧、离开火焰会燃烧
8、偶尔自灭。燃烧法区分蛋白纤维与非蛋白纤维的第一种方法就是味道，牛奶蛋白纤维燃烧时的味道与毛发燃烧味道相同，灰烬是黑色、松脆的并参杂少许硬块；第二种方法则可以在燃烧后观察纤维的纵向是否有鳞片，有鳞片的是羊毛，否则则可能是牛奶蛋白纤维，其次可以观察横截面，其形状为不规则三角形的是真丝，而腰圆型或呈哑铃形状的则可判断为牛奶蛋白纤维。（ 2）切片投影法用哈氏切片器制作牛奶蛋白纤维的纵向及横截切片，并放置在 500 倍的投影仪中观察：纵切面有隐条纹；横截面则为圆形。 （ 3）红外光谱分析通过红外光谱的分析结果可知， 牛奶蛋白纤维中含有甲基、氮氢化合物、碳氮化合物等，其红外图谱同丝、毛等天然的蛋白质纤维以
9、及腈纶的组成成分都不相同。（ 4）熔点法牛奶蛋白纤维同麻、 棉等没有熔点的材料类似， 在 300 以下没有熔点。（ 5）溶解鉴别法配置 2.5% 的 NAOH 溶液，将牛奶蛋白纤维放置其中并加热到100 并保持恒温30 分钟，就会出现冻胶状。三、牛奶蛋白纤维的应用（一）机织纱牛奶蛋白纤维有纯纺和混合防止两种方式，它同合成纤维混合加工的机织物不仅强力高、耐磨且保形性高，而且服用性和可穿性较好。当牛奶蛋白纤维与羊绒进行混纺后，不会对羊绒的质感产生改变，可以制成内衣、大衣或外衣面料等薄型的服装；与麻纤维混合纺织时可以提高吸湿透气性，制成 T 恤衫和外衣面料等； 与面料混织则可以提高服装的柔软性，提高
10、产品的档次。另外，由于牛奶蛋白纤维是多肽结构的，其耐热性能和抗静电性能都比较弱，因此在络筒过程中应使用金属槽筒；在加工过程中，应该保证片纱的受力平衡，使通道一直光滑，减少产生静电和毛羽。最后在织造牛奶蛋白纤维的时候可以选用剑杆织机和喷气织机，并科学的制定综框的高度、开口和引纬的时间以及上机的张力，保证车间生产过程中的温湿度受到严格控制，从而才能保证织造的顺利进行。（二）针织纱牛奶蛋白针织纱的手感比较滑爽，其吸湿性、耐磨性、防蛀性较好，并具有滋润皮肤和抗菌消炎的作用，可以加工成内衣服饰。牛奶内衣成品触感细腻、透气性较好，舒适耐用，但在晾晒和存放时要注意虫蚁的侵害。（三）非织造布领域的应用牛奶蛋白
11、纤维独有的特点让其加工的非织造布的性能 优良，其主要产品有绷带、纱布、卫生巾、尿不湿和医用敷 贴材料等等。这些产品都比较蓬松，其吸湿和透气性能要求 较高，不污染环境，而且可以消炎抑菌起到调理肌肤的作用； 不仅不会产生副作用而且具有防臭性和促进肌体恢复的效 果。根据各类产皮的不同应用， 可以开发由不同的高档产品, 在医疗和卫生领域加大应用，成为研究价值较高的非织造 布。（四）食品行业牛奶蛋白纤维除了可以直接服用之外，还可以在纺织之 前将配方略微改动，制作成粗纤维，进行净化加工之后，可 以制造成人工鸡肉、鱼肉等食物。结语牛奶蛋白纤维是在天然纤维和合成纤维由现之后的新 型纤维，具有优良的物理特点和化
12、学性质，其可纺性和混纺 性高的特点使其制成的纱线和纺织成品具有特殊的功效，能 够填补国内新型纺织服装材料方面的空白，是一种绿色环保 的产品，具有极其广阔的市场发展空间。牛奶蛋白纤维制成 的纺织品不仅吸湿性好、手感极佳、透气性和保暖性好，而 且具有特别的杀菌消炎的特点。这种布料弹性好、变形抵抗 能力强，既耐磨又有柔和的光泽，具有独特自然的美感，在 高档服装行业具有较好的发展前景。参考文献I 郑宇， 程隆棣.牛奶蛋白纤维的特性、应用和定性检测J . 上海纺织科技， 2010（ 06 ） ： 56-57.2 马晶， 张建波.牛奶蛋白纤维染色动力学和热力学研究J.染整技术，2009 （05）: 1-7.3 魏晓英， 汪为华.牛奶蛋白纤维混纺产品的定量化学分析 J. 浙江理工大学学报， 2009 （ 03） ： 334-338+343.4 钱晶晶，吴紫维，孙孝，陈益人. 牛奶蛋白纤维的鉴别及其混纺纱定性定量分析J. 武汉纺织大学学报， 2013（03）： 6-11.
刍议牛奶蛋白纤维的应用和定性检测
