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(7)植物蛋白纖維
除上述5種植物性資源的綠色纖維外,植物蛋白纖維也是一種植物綠色纖維。植物蛋白纖維的研究可以追溯到20世紀(jì)30年代。
1938年,美國(guó)ICI公司從花生中研制蛋白纖維。1939年,Corn Product Refining公司從玉米中提煉蛋白纖維。1948年,美國(guó)通用汽車(chē)公司從豆粕提取大豆纖維。
但是,由于原料限制、纖維性能不理想、得率低、成本高等原因,它們都未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
目前,在植物蛋白纖維中,研究和開(kāi)發(fā)較多的是大豆蛋白纖維,因此相對(duì)地成果也較多。2000年,在我國(guó)河南濮陽(yáng),經(jīng)10年研究開(kāi)發(fā),已初步開(kāi)發(fā)成功大豆蛋白纖維,建成1500t/a裝置。
生產(chǎn)過(guò)程是,大豆粕浸泡后分離出球蛋白,和丙烯腈接枝后紡絲成纖。性能方面,開(kāi)發(fā)出的大豆蛋白纖維有羊絨的手感、蠶絲的光澤、棉纖維的導(dǎo)濕、似羊毛的保暖性等優(yōu)點(diǎn)。
我國(guó)自行研制、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)的綠色環(huán)保大豆纖維,并且投入工業(yè)化生產(chǎn),是世界首創(chuàng)。因此,針對(duì)我國(guó)大豆原料資源豐富和紡織加工能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),繼續(xù)改進(jìn)提高,并進(jìn)行一條龍產(chǎn)品開(kāi)發(fā),具有較大的發(fā)展前途,并且對(duì)新型的民族紡織工業(yè)的發(fā)展意義重大。
目前,在我國(guó)浙江、四川等地的企業(yè),已經(jīng)在大豆蛋白纖維的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出產(chǎn)品,并取得了成功。
(8)甲殼素纖維
甲殼素(Chitin)也叫甲殼質(zhì),存在于蝦、蟹、昆蟲(chóng)等甲殼動(dòng)物的殼內(nèi)。將蝦、蟹甲殼粉碎、干燥后,經(jīng)脫灰、去蛋白質(zhì)等提純和化學(xué)處理,得到甲殼素粉末,這是一種以N-乙?;?D-葡萄糖胺為基本單元的氨基多糖類(lèi)高分子--殼聚糖。
殼聚糖又稱(chēng)幾丁聚糖,將其溶于適當(dāng)溶劑后采用濕法紡絲工藝紡絲,可以得到甲殼素纖維。因此,相對(duì)于上述的6類(lèi)綠色植物纖維,甲殼素纖維是一種動(dòng)物綠色纖維。
甲殼素纖維的原料來(lái)自天然,蘊(yùn)藏量?jī)H次于纖維素,是對(duì)蝦、蟹殼類(lèi)廢棄物的充分利用,而且甲殼素纖維廢棄物也可自然降解。
同時(shí),甲殼素纖維具有極好的生物相容性,且具有抗菌、保健等功能,是理想的衛(wèi)生、保健紡織品和醫(yī)用材料,適于做內(nèi)衣、醫(yī)用縫線和醫(yī)用敷料等。
因此,甲殼素纖維是一種重要的綠色纖維,在我國(guó)的上海浦東等地已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化,實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。
(9)無(wú)染色羊毛
生物遺傳技術(shù)得到的彩色棉纖維,可以從根本上杜絕纖維產(chǎn)品的染色加工時(shí)可能會(huì)帶來(lái)的環(huán)境污染,同樣的思路也啟發(fā)人們重新認(rèn)識(shí)動(dòng)物性資源的纖維。
因此,有關(guān)學(xué)者提出,無(wú)染色羊毛也是一種利于生態(tài)環(huán)境的紡織纖維。對(duì)綠色纖維無(wú)染色羊毛的產(chǎn)品,毛織物的顏色就是原來(lái)羊的顏色,如奶白色、棕色、灰色等,不經(jīng)任何其他的染色加工工藝。
(10)蠶絲、蜘蛛絲
羊毛從成分上講,實(shí)質(zhì)上是一種動(dòng)物性資源的蛋白纖維。蠶絲、蜘蛛絲與之一樣,作為蛋白纖維,它們?cè)谧匀唤缫捕伎梢宰詣?dòng)降解,因此也認(rèn)為都是動(dòng)物性資源的綠色纖維。
其中,蜘蛛絲具有卓越的強(qiáng)伸度和高彈性。正因?yàn)檫@樣,人們一直希望像利用蠶絲一樣利用蜘蛛絲,故對(duì)蜘蛛絲方面的研究,至今從未放棄過(guò)。
例如,杜邦公司正運(yùn)用生物工程技術(shù)著力研究DNA的重新聯(lián)合,仿造蜘蛛絲。他們首先用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)建立蜘蛛絲蛋白質(zhì)各種成分的分子模型,然后運(yùn)用遺傳學(xué)基因合成技術(shù)把遺傳基因植入酵母和細(xì)菌,仿制出蜘蛛絲蛋白質(zhì),溶解后抽出的絲輕、強(qiáng)、有彈性,仿真如真,纖度可達(dá)真絲的1/10,強(qiáng)力是相同纖度鋼絲的510倍。
(11)奶類(lèi)蛋白纖維
蛋白纖維不僅是可降解的,而且蛋白質(zhì)類(lèi)織物與同為蛋白質(zhì)組成的人類(lèi)皮膚具有特殊的親和性,因此人們對(duì)蛋白纖維的研究興趣并不限于羊毛、蠶絲和蜘蛛絲等天然存在的纖維,也將蛋白纖維的獲得視野擴(kuò)展到其他含蛋白質(zhì)豐富的物質(zhì),特別是奶類(lèi)。
與植物蛋白纖維一樣,動(dòng)物奶類(lèi)蛋白纖維的研究也可以追溯到20世紀(jì)30年代,1935年意大利Fessetti公司就研究從牛奶中研制蛋白纖維。
到20世紀(jì)末期,日本東洋紡公司終于首先在世界上開(kāi)發(fā)出用酪蛋白制造的工業(yè)化牛奶蛋白纖維--Chinon。
Chinon外觀具有天然絲般的、獨(dú)特的優(yōu)雅光澤,觸覺(jué)柔軟干爽,能迅速吸收和干燥汗液,并保持適當(dāng)?shù)臒崃浚┲p盈、舒適,深受年輕消費(fèi)者的青睞。
Chinon的制造過(guò)程從高純度牛奶開(kāi)始,1立升奶可生產(chǎn)出60g Chinon纖維,因此其得率低(僅2%)、成本高。
盡管如此,作為一種新型的綠色環(huán)保性纖維,奶類(lèi)蛋白纖維仍然值得關(guān)注;而且,如果將其與牛奶的其他衍生產(chǎn)品,如脂肪、維生素、乳糖等,一起進(jìn)行開(kāi)發(fā),整體的經(jīng)濟(jì)價(jià)值并不一定很低。
(12)可降解合成纖維
在合成纖維中,可降解的脂肪族聚酯類(lèi)纖維被認(rèn)為是綠色纖維,其中較為典型的是聚己內(nèi)酯(PCL)纖維和聚丙交酯(PLA)纖維它們都已經(jīng)開(kāi)發(fā)成功。
聚己內(nèi)酯(PCL)由環(huán)狀單體己內(nèi)酯開(kāi)環(huán)聚合而成,其熔體可紡制成纖維,性能近似滌綸和尼龍,在土壤和海水中均能分解。
聚丙交酯亦稱(chēng)聚乳酸,在可降解合成纖維中尤其引人注目,它不僅自身可以生物降解回歸大自然,而且其合成的原料乳酸也來(lái)自天然,由淀粉發(fā)酵得到。因此,聚乳酸纖維的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是人類(lèi)對(duì)自然界碳循環(huán)的一種和諧參與。
目前,聚乳酸纖維Lactron已經(jīng)由日本島津和鐘紡于1992年開(kāi)發(fā)成功,其物理性能接近尼龍和滌綸,熱穩(wěn)定性和熱塑性好,生物降解性能優(yōu)于纖維素纖維,染色性好,有生物相容性,服用非常舒適,特別是內(nèi)衣。
不僅如此,聚乳酸還可以作為建筑材料、農(nóng)業(yè)用材、林業(yè)用材、家庭制品、衛(wèi)生醫(yī)療用品和造紙業(yè)包裝材料等使用。因此,原料不用石油、取材豐富、保護(hù)環(huán)境、性能優(yōu)良、用途廣泛的聚乳酸發(fā)展前途廣闊。
--聚乳酸的合成成本居高不下!
(13)可回收合成纖維
目前,國(guó)際上對(duì)聚酯PET等大規(guī)模工業(yè)化高分子材料的回收利用非常重視。在一些發(fā)達(dá)國(guó)家,已開(kāi)始對(duì)聚酯飲料瓶進(jìn)行回收,清潔、壓碎后重新制造母料,再紡成高質(zhì)量的纖維。尤其是美國(guó)、德國(guó)、意大利等國(guó),已經(jīng)形成聚酯的工業(yè)化生產(chǎn)回收規(guī)模,如美國(guó)滌綸短纖維現(xiàn)約有30%是利用再生原料的。
錦綸的回收主要集中于化纖地毯,對(duì)其用機(jī)械方法處理后,再進(jìn)行解聚,可得到單體己內(nèi)酰胺,單體純化后再縮聚、紡絲。經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn),回收后的已內(nèi)酰胺質(zhì)量非常接近原來(lái)的己內(nèi)酰胺原料。
總之,滌綸、錦綸等的合成纖維的回收利用,既可解決白色污染,又節(jié)約了資源,具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。