牛奶蛋白纖維

張貼日期：2010/9/16 上午 04:20:16

1.        牛奶蛋白纖維基本原理

牛奶主要成分為蛋白質、水、脂肪、乳糖、維生素與灰分等。蛋白質為製作牛奶纖維的基本原料。牛奶蛋白具備以下條件而能製成纖維：

1.      線型大分子：鏈狀蛋白為纖維蛋白；另一種為球狀，為球蛋白。奶中的酪蛋白為線狀。

2.      具一定柔性與分子間力：蛋白質主要由碳、硫、氮、氫、氧等元素組成，某些蛋白含有硫與磷(酪蛋白含磷)。蛋白質可視為許多α-胺基酸通過氨基與羧基間的脫水縮合而成，並連續縮合多次形成多肽。蛋白質中含有無數個多肽鍵，多肽鍵使大分子有高柔性，並使大分子間形成氫鍵，而使其具有較高分子間力。蛋白質還有其他極性基團如-SH, -NH2的貢獻。

3.      較好的可紡性：蛋白質與水型成膠體溶液，紡絲後，水分去除，大分子相互靠攏，分子間形成氫鍵、多肽鍵平行排列或扭轉在一起，轉化為不溶於水的固化絲條。絲條抗張強度可達2.5cN/dtex以上，可滿足基本紡織纖維要求。

註：胺基酸(Amino acid)是構成蛋白質的基本單位，賦予蛋白質特定的分子結構形態，使其分子具有生化活性。不同的胺基酸脫水縮合形成肽(蛋白質的原始片段)，是蛋白質生成的前體，多肽是一種鏈狀的胺基酸。

肽又稱縮氨酸，是介於胺基酸和蛋白質之間的物質。胺基酸的分子最小，蛋白質最大，兩個或以上的胺基酸脫水縮合形成若干個肽鍵從而組成一個肽，多個肽進行多級摺疊就組成一個蛋白質分子。蛋白質有時也被稱為「多肽」。

2.        牛奶蛋白纖維製作

2.1.       純牛奶纖維

牛奶水分占85%以上，首先去除水分達60%以下，加鹼(NaOH)使脂肪分解。反應後，所得乳液中除蛋白質外都為不可溶於水的低分子物。蛋白質分子量大不能穿透半透膜，以此將其與低分子物分離，達到純化。也可加入無機鹽，即鹽析法使蛋白質析出而純化。

整體流程：蒸發→脫脂→鹼化→分離→揉合→過濾→脫泡→紡絲→拉伸→乾燥→定型→分級→包裝。其中揉合溫度約為60℃，製成紡絲液，並進行乾式紡絲，55℃空氣固化，獲得長絲後進一步100℃烘乾、捲繞。

2.2.       含牛奶蛋白的纖維

其為溶液紡絲，原液製備有共混、交聯、接枝共聚法。共混為牛奶蛋白與聚丙烯腈共混紡絲，交聯與接枝則是進行兩聚合物間的聚合反應，再進行紡絲。共混法簡單，但分散不均；後兩者較複雜，但牛奶蛋白的分散較佳、均勻，結合也最佳。

3.        牛奶蛋白纖維結構與性能

3.1.       型態結構

乳白真絲光澤，滑順手感，截面為啞鈴型或腰圓形，縱向有溝槽。

3.2.       物化性與生物特性

牛奶纖維質輕，初始模量大、強度高、抵抗變型能力佳。具一定摩擦與抱合力。因與大分子聚合，水溶性失去。另外，固化後的蛋白質分子結構緊密，不溶於水。而由於結構中大量氨基、羟基與羧基，纖維具良好吸濕與透氣性。腰圓或啞鈴截面與縱向溝槽有利於吸濕、導濕、透氣。化學性能方面，其耐酸性較佳，紫外線照射後強力下降不明顯，具一定耐光性。牛奶蛋白纖維化學與物理結構與羊毛、蠶絲不同，適用的染料較多，上染率高，染色均勻，牢度佳。

此外，牛奶纖維具天然抗菌功能，不會造成皮膚過敏。蛋白質為人體所需，對人體有親膚性與保養功能。

4.        牛奶蛋白纖維產品特色

牛奶蛋白面料光澤柔合、質地輕盈，柔軟手感、良好垂墜性能、富高雅感，適合春夏時裝。女裝與和服有採用，內衣更多。其保暖性也不錯，結合吸濕透濕性能，也適合寢具。也可與如萊卡混紡，製作針織運動衣或健身服。

5.        主要問題

(1)   耐熱性差，120℃以上泛黃、150℃以上變褐色，濕熱態下100℃、1h以上微黃。洗滌一般不超過30℃，熨燙不超過120℃，採低溫較適當(50~120℃)。

(2)   化學穩定性較低，耐鹼性與其他蛋白質先為相似。並不能用含氯漂白劑處理。

(3)   抗皺性差，梭織物易皺摺。

(4)   淡黃原色無法去除，純白製品無法得到。

(5)   生產還未達成熟，無法大規模量產，價格相對較高。