牛奶纖維的生產及應用前景

陳 婷 杜佳純

（遼東學院，遼寧 丹東 118000）

一、牛奶纖維的生產

牛奶纖維的主要成分為蛋白質、水、脂肪、乳糖、維生素等[1]，其蛋白質是加工牛奶纖維的基本成分。

在牛奶纖維制備過程中，常常分為兩大類：純牛奶纖維的生產和牛奶復合纖維的生產

1.1 純牛奶纖維

純牛奶紡絲生產其工藝流程為：

蒸發：最適溫度不高于70℃，溫度過高蛋白質生物活性喪失，蒸發器內的壓力不高于80kPa。

脫脂：可以在堿化前進行離心脫脂，這樣就可以降低堿化壓力，減少堿含量，可以達到節約成本的效果。

堿化：為了除去剩余脂肪，將在乳液中加入堿水摩爾比為1:20的氫氧化鈉水溶液，脂肪很快被分解。在此過程中，堿不能過少也不能過量，堿量過少導致脂肪不能被徹底分解，過量就會導致蛋白質分解。

分離：通過加入氯化鈉來使蛋白質沉淀析出以達到分離效果。

揉和：將分離出來的蛋白質收集起來，把分離出來的蛋白質、去離子水、蛋白質粘合劑混合后一并加入到加熱至65℃左右的揉和機中，混勻充分后便可作為紡絲液了。

過濾、脫泡：在紡前要進行過濾脫泡工作，除去雜質，減少紡絲中的毛絲、斷頭，并對氣泡進行減壓脫除。提高可紡性。

紡絲：利用干法紡絲。將預熱到60℃的脫泡后的紡絲液加入到干法紡絲罐中，通過齒輪計量泵輸送紡絲機的噴頭。從噴絲孔出來后，細流進去溫度約為60℃的空調環境的濕球初步固化成為連續長絲，接下來要經過高溫烘干區，可以使長絲的水分含量減少到25%以下，并在絲筒上發生卷繞。

拉伸：將成形的絲條進行1.5～2.0倍的熱拉伸，在拉伸之后，沿纖維軸取向排列的大分子，分子間力增強，纖維性能可以得到有效的改善同時也提高了斷裂強度以及其他的物理機械性能。

干燥和定型：在95℃定型罐中干燥，為了起到定型作用，必須保持定型罐處于真空狀態，定型罐全部水汽化排出，使纖維含水率不超過10%。經干燥后，蛋白質變性，提高了纖維的耐熱的特性。

1.2 牛奶復合纖維

牛奶復合蛋白纖維，簡稱牛奶纖維，牛奶蛋白以液態牛奶為原料經過脫水、脫油、脫脂、分離提純制成干酪素蛋白，然后與聚丙烯腈或聚乙烯醇共混共聚后制成的纖維。其原液的生產一般有共混法、交聯法和接枝共聚法[2]。

（1）共混法：通過聚丙烯腈或聚乙烯醇通常的紡絲方法將牛奶蛋白和聚丙烯腈或聚乙烯醇共混紡絲制備纖維。

（2）交聯法：通過進行高聚物交聯化學反應將加入交聯劑的牛奶蛋白和丙烯腈或乙烯醇進行交聯反應，制備纖維。

（3）接枝共聚法：通過牛蛋白和丙烯腈或乙烯醇在體系可以催化作用發生高聚物接枝共聚物，制成標準溶液后，紡絲再制備纖維.

二、牛奶纖維的結構和性能

2.1 牛奶纖維的形態結構

牛奶纖維外觀呈乳白色，有光澤，且摸起來有滑爽的手感，通過切片圖觀察到牛奶纖維的橫截面呈圓形或腰形，屬于異形纖維，在橫截面上有微小細孔，縱向表面有溝槽，這是因為紡絲過程中纖維表面脫水較快的形成纖維取向[3]。

2.2 牛奶纖維的性能

牛奶纖維性能分為物理機械性能及化學染色性能

2.2.1 牛奶纖維的物理機械性能

牛奶纖維的強度高、伸長率好，初始模量高于其他天然纖維，具有相對較強的抗變形能力，并且相對于其他纖維它具有良好的吸濕性能。牛奶纖維的靜電現象較明顯，因此紡絲過程中，要添加抗靜電劑，對溫濕度的要求更為嚴格。

2.2.2 牛奶纖維的化學性能

（1）染色性能：牛奶纖維相比較其他天然纖維具有良好的耐堿和耐酸性，適用的染料種類相對較多，上染速度較快，上染率較高。吸色均勻并且不易褪色。牛奶纖維產品色澤更加鮮艷、耐日曬并且汗漬牢度高。

（2）舒適性：牛奶纖維含有較多的親水基團。因此，可以推斷，牛奶纖維制品能迅速吸收人體汗液，并通過溝槽引出，保持皮膚干爽狀態[4]。

(3)保健性：牛奶纖維中含有大量人體所必須的氨基酸，加快人體細胞的新陳代謝，另外，牛奶纖維還有抑菌功能，抑菌率遠遠高于其他纖維。并且持久性強。

三、牛奶蛋白纖維產品的開發及應用

牛奶纖維的原料易提取，體積密度為1.22g/cm3，質量輕，具有優良的透氣性，保溫性，健康綠色，對皮膚有良好的親和性，相對其他纖維易打理，可防蛀防蟲，因此牛奶纖維可應用在紡織的許多方面[5]。

3.1 牛奶纖維在紗線類的應用

牛奶蛋白可以與其他纖維進行混紡，目前在國內市場中牛奶纖維的產品種類相對齊全，例如：牛奶纖維純紡紗線與羊絨、羊毛、蠶絲、棉、Modal等纖維混紡紗線。

3.2 牛奶纖維在面料方面的應用

現如今，市場上牛奶纖維的面料大部分為Pw、Lm、Sm、Am等四大系列。以100%牛奶纖維織造的針織平面紋面料和羅紋面料的是Pw、Lm兩大系列。將牛奶纖維和真絲優點結合起來的面料是Sm系列面料，將牛奶纖維加入氨綸制造的彈力面料Am系列面料[6]。

3.3 牛奶纖維在家紡類中的應用

牛奶纖維與其他纖維進行混紡制成家紡面料，面料的質地不僅細膩輕盈還透氣爽滑優雅華貴。并且抗菌防螨，有提高健康的特性。

3.4 牛奶纖維在非織造布中的應用

牛奶纖維具有許多獨特性質，這有利于牛奶纖維在制造非織造布加中具有優良性能，牛奶纖維制成非織造布產品有蓬松，吸濕性和透氣性較好，產品有消炎抑菌作用就可以對皮膚起到調理的作用，且無副作用。

4 牛奶纖維存在的問題以及發展前景

4.1 牛奶纖維存在的問題

牛奶纖維存在耐熱性差、化學穩定性較低、機織物易起皺、原紗顏色難去除、價格性對較高、生產規模小、產量低等一些不足之處。

4.2 牛奶纖維的發展前景

牛奶纖維的屬于是紡織品行業的一種綠色新興紡織材料，屬于再生蛋白質纖維，從原料供應方面，其發展前景十分廣闊，具有較大的競爭力，并不會造成資源掠奪性開發，將附加值不高的農副產品制成具有高附加值的產品[7]，提高了對資源的利用率，對環境起到了一定的保護作用。是21世紀的主要紡織原料。