浅谈大豆蛋白纤维的应用前景

姜李中

（萧山区国家羽绒检测中心，浙江 杭州 311200）

近年来，随着我国社会的高速发展，人们的生活质量得到了显著提升，衣食住行等生活方式都发生了翻天覆地的变化，尤其是人们对于着装方面也提出了更高的要求：不仅要求服装具有较好的性能和质量，还要重视服装的环保性和美观性。在这样的背景下，如何加快纺织业的发展进程、创造出满足人们多元化着装需求的纺织材料成为当下纺织领域的重要研究课题。大豆蛋白纤维是一种新型纺织材料，主要是借助生物工程技术对传统纤维进行改良，其生产过程不会对环境造成破坏，所产生的废物也容易被降解。可以说，既迎合了当下我国的可持续发展理念，也拓宽和优化了纺织行业的多元化属性，推进了纺织行业的发展，可以为人们创造出集美观性、环保性、功能性、舒适性于一体的服饰，满足了人们对多元化着装的需求。

1 理论提出

19世纪末20世纪初，国外就开始研究大豆蛋白纤维，经历一个世纪，先后有英国、美国、日本等国家。1969年，日本东洋公司研制生产牛奶蛋白纤维；1994年，美国杜邦公司开始研究玉米蛋白纤维。随后，中国开始研究大豆蛋白纤维，并于2000年3月正式投产[1]。

2 研究现状

现在，对大豆蛋白纤维化学结构的研究还停留在对其形态的研究上，分子层次尚未有可观的进展，对大豆蛋白纤维分子结构尤其是结晶度等研究较少。根据市场需要及市场结构要求，对大豆蛋白纤维的研究仍然集中在物理性能、化学性能以及其他传统的纺织业需求上。

然而，新材料的产生必然不能局限于狭隘的行业应用，虽然其推广价值暂未在行业内公开，但是业内已有对其成分及结构的研究。

研究表明，大豆蛋白纤维有哑铃型的横截面，有的横截面甚至是腰圆形的，横截面上有小孔，有明显的皮芯结构，而且有厚皮层，能够抵抗变形。在显微镜下看，大豆蛋白纤维纵截面的形态是不规则的，且凹凸有致、有沟槽，这种形态决定了大豆蛋白纤维具有透气、吸湿等性能。

3 产物特点

3.1 来源广泛

大豆蛋白纤维是经过提纯、生物工程处理，进行化学改性并使用现代设备经湿法纺制而成的。由于制作该纤维的原料是大豆榨油后剩下的豆饼，来源广泛，这也为大豆蛋白纤维的研究提供了诸多便利。

3.2 性质优良

对大豆蛋白纤维的物理性能及化学性质进行研究发现，大豆蛋白纤维的产物不仅可以像蚕丝等传统织物一样具有导湿、透气等优良特性，而且贴身穿着时不会对皮肤产生伤害，更不会引发过敏等不良症状，可用作高端织物的原材料。但是由于该材料属于新兴材料，提炼过程规模化尚需一定时间，故短时间内不能广泛应用。

3.3 协调性好

综合各种材料的优良性质，将大豆蛋白纤维与蚕丝、羊毛等纤维混纺，借助材料的不同特性形成综合特性更好的材料，达到降低成本、提升质感的要求。

3.4 物理机械性能

相比于羊毛、棉花、蚕丝，大豆纤维的断裂强度更高，纤维已经达到0.9 tex。再加上大豆蛋白纤维具有较高的初始模量以及较低的沸水收缩率，稳定性较强。在常规洗涤条件下，织物的收缩较小，而且具有较强的抗皱性，易吸快干的特点[2]。

3.5 化学性能

（1）热性能。大豆蛋白纤维的玻璃化温度为81 ℃，分解温度为330 ℃，热稳定性比羊毛差。大豆蛋白纤维在150 ℃、30 min时的断裂强度和断裂伸长分别为原始值的68.0%和92.5%，后加工的处理温度应低于110 ℃[3]。大豆蛋白纤维的极限氧指数为22.0%，低于羊毛和蚕丝。大豆蛋白纤维在干热空气和沸水中的热收缩率均高于羊毛，说明湿热尺寸稳定性差。（2）溶解性能。大豆蛋白纤维的耐酸性能较差，具有一定的耐碱性，在紫外线照射120 h后，强力下降9.8%，断裂伸长和变异系数略有增加，说明大豆蛋白纤维具有较好的耐日光性能。

4 大豆蛋白纤维的应用

4.1 大豆蛋白纤维织物的优点

大豆蛋白纤维织物具有较强的导湿性、透气性，而且大豆蛋白中含有大量的氨基酸，与人体接触之后，不仅规避了传统化学纤维引起穿戴者过敏等不良反应，还具有较强的保健性能，能够有效地应用于高档内衣、床上用品等服饰加工中，有助于提升使用者的满意度。

4.2 大豆蛋白纤维织物加工中的问题

（1）大豆蛋白纤维中的大豆蛋白元素含量较低，难以达到预期的效果，若增加大豆蛋白的比例，反而会对力学性能造成不利影响。（2）需要改善织物起毛、起球等不良现象，这会对大豆蛋白融入市场产生极大的限制作用。（3）需要进一步提升大豆蛋白纤维中的光稳定性，还要尽量消除原基色。（4）不具备较强的热稳定性，这是大豆蛋白纤维后续加工过程中亟待得到重视的问题。

4.3 产品开发

4.3.1 针织内衣和睡衣

相比于棉、黏胶纤维、羊毛等，大豆蛋白纤维具有较高的断裂强度，再加上较为细腻，常常用于内衣和睡衣的加工制造。与此同时，这一纤维内含丰富的蛋白质，制品对于皮肤也有较强的保健功能。目前，随着我国纺织技术的发展以及科学技术的提升，关于大豆纤维中的蛋白质融入中草药这一技术难题已经被攻克，进一步拓宽了大豆纤维的属性和职能，其内在杀毒和消炎作用也得到了显著加强。再加上大豆纤维本身具有较强的吸湿性能和透气性能，在未来内衣领域，大豆蛋白纤维会占有重要的地位，也具有较大的开发潜力。

4.3.2 混纺面料

大豆蛋白纤维可以融入蚕丝、棉、黏粘纤维、羊毛、山羊绒等纤维中，在混纺面料的开发方面发挥巨大的价值，能进一步丰富大豆纤维自身的性能。具体而言，将大豆纤维与蚕丝混纺，能够有效规避真丝织物因汗湿而紧贴人体所带来的冰冷感；将其融入于羊毛中，与羊毛纤维混纺时，羊毛纤维的性能会与大豆纤维达到一致，在提升使用者满意度的同时，避免生产成本的浪费[4]。

5 应用前景

（1）经济价值。根据相关数据分析，大豆榨油后的大豆饼中含有蛋白质，通常仅作为肥料使用。然而，经化学方式进行加工后，可以从大豆饼中提炼出蛋白质，大大提高了大豆饼的使用效率。蛋白质与高聚物可以制成大豆蛋白纤维，虽然成本低廉，市场售价却是成本价的3倍以上，不仅提高了大豆饼的使用价值，而且产生了高额的收益[5]。

（2）成品价值。大豆蛋白纤维的成功研究和推广在极大程度上缓解了现有的纺织生产原材料问题，既不会对现有环境造成污染，也不会产生过多的生产废料；既满足环保要求，又满足纺织业需要；既不会损伤人体，又有较好的质量手感。同时，材料的搭配性使其得到了更广泛的应用[6]。

6 发展态势

大豆蛋白纤维的主要原料是自然界的大豆，因此原料成本非常低廉，而且原料资源也非常丰富，不会对自然界造成极大的破坏。从国际、国内视角来分析，大豆蛋白纤维有着巨大的发展空间，远远没有达到饱和状态。大豆蛋白纤维不仅会渗透我国服饰行业，还会在安全检测、市场营销等多个领域发挥巨大的价值，可以说大豆蛋白纤维行业会向着专业化、精细化以及规模化方向发展[7]。大规模企业具有足够的资金、技术和人脉投入到大豆纤维的技术开发和科研项目创新中，而小规模企业由于资金、人力、物力等多方面的限制，难免会陷入恶性循环。随着我国社会体系的高速发展，人们的生活水平和质量日益提升，大豆蛋白纤维会受到越来越多人的关注。与此同时，随着我国对纺织行业的重视程度不断提升，我国也陆续出台了关于大豆蛋白纤维新技术、新设备的研发政策，为我国大豆蛋白纤维行业的发展提供了支持和引导。可以预料，随着大豆蛋白纤维工艺的逐步优化和完善，大豆蛋白纤维与纺织业的融合机制也会得到深化，生产出一系列性能优质、附加值较高的产品，引起客商强烈的投资兴趣，市场发展前景非常可观。

7 结语

大豆蛋白纤维材料无论是从内在性质还是经济价值，又或者是对传统纺织业的促进作用来说，都是值得推广的好材料。大豆蛋白纤维具有透气、光滑等性能，与其他材料如蚕丝或者棉花等混合后，其他材料也有了与大豆蛋白纤维相似的优良性质。因此，大豆蛋白纤维制品越来越被大家青睐。随着研究的不断深入，其利用价值将会被不断地开发，市场也会不断地扩大，应用前景十分可观。