全球紡織網(wǎng)訊：近年來(lái)，膠原蛋白領(lǐng)域的研究十分活躍，進(jìn)展很快。在對(duì)膠原蛋白的利用方面，除主要的醫(yī)用、美容等方面，新的用途不斷被開(kāi)發(fā)。新的用途主要著眼于膠原蛋白獨(dú)特的宏觀物理性能，即纖維性能，用于紡織、造紙、包裝材料等領(lǐng)域。
撰寫(xiě)背景
膠原蛋白又稱膠原，是一種天然蛋白質(zhì)，廣泛存在于動(dòng)物的皮膚、骨、軟骨、牙齒、肌腱、韌帶和血管中，是結(jié)締組織中極重要的結(jié)構(gòu)蛋白質(zhì)。膠原是由3條鈦鏈擰成螺旋的纖維狀蛋白質(zhì)，具有很強(qiáng)的韌性、熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，而不同組織中的膠原，又有差異，具有獨(dú)特的功能。
近年來(lái)，膠原蛋白領(lǐng)域的研究十分活躍，進(jìn)展很快。在對(duì)膠原蛋白的利用方面，除主要的醫(yī)用、美容等方面，新的用途不斷被開(kāi)發(fā)。新的用途主要著眼于膠原蛋白獨(dú)特的宏觀物理性能，即纖維性能，用于紡織、包裝材料等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外目前對(duì)膠原蛋白的研究，多集中在化妝品、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，在紡織紗線生產(chǎn)領(lǐng)域尚未見(jiàn)相關(guān)研究報(bào)告。目前對(duì)膠原蛋白纖維很有必要進(jìn)行研究。
2011年，由河南工程學(xué)院紡織工程系申報(bào)，經(jīng)鄭州市科技局批準(zhǔn)，確立鄭州市科技攻關(guān)項(xiàng)目《膠原蛋白纖維紡紗性能研究》。該研究課題對(duì)上海全宇生物科技駐馬店遂平有限公司生產(chǎn)的我國(guó)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的膠原蛋白改性合成纖維進(jìn)行了紡紗性能研究。
在紡織系蘇玉恒老師的指導(dǎo)下，使用河南工程學(xué)院紡織實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)儀器和河南工程學(xué)院實(shí)訓(xùn)中心棉紡實(shí)驗(yàn)機(jī)，由趙永旗同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室各位老師的幫助下完成了對(duì)該膠原蛋白纖維各項(xiàng)性能的測(cè)試、紡紗實(shí)驗(yàn)及對(duì)所紡紗性能的測(cè)試分析，得出該纖維具有可紡性的結(jié)論。
高純度膠原蛋白易降解
膠原蛋白結(jié)構(gòu)由三條肽鏈螺旋組成，其特有的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成使其具有許多獨(dú)特的功能，如生物降解性、成纖性能、止血性能、免疫性能、離子和大分子結(jié)合性能、靜電學(xué)性能等。
膠原蛋白獨(dú)特的功能使膠原蛋白在醫(yī)學(xué)、化妝品、食品、化工原料、紡織等方面都有應(yīng)用。從動(dòng)物骨骼中得到的骨膠原蛋白纖維，如從牛屈肌腱的骨膠原懸浮液制得的膠原蛋白纖維強(qiáng)度高，可作為醫(yī)用縫合線，這種縫合線在人體酶解后可以被組織吸收，生物適應(yīng)性優(yōu)良，無(wú)抗原性，生物體吸收良好。
膠原蛋白制成的化妝品，能促進(jìn)皮膚的新陳代謝，增強(qiáng)循環(huán)，達(dá)到滋潤(rùn)皮膚、保持皮膚潤(rùn)澤等。在食品加工中，膠原蛋白能制作成香腸腸衣；經(jīng)調(diào)漿、成型、干燥、油炸等工序制作成膠原小食品。由于膠原纖維具有吸音性、微彈性、耐磨性等，日本采用膠原纖維、合成纖維與植物纖維以一定的比例混合生產(chǎn)出特種壁紙。膠原蛋白在紡織領(lǐng)域主要是對(duì)其他纖維的改性應(yīng)用。
膠原蛋白纖維的生產(chǎn)，首先要從動(dòng)物的皮、軟骨等原料中提取膠原蛋白。目前提取膠原蛋白的方法主要有酸法、堿法、鹽法、酶法、綜合法。有些特殊用途的膠原蛋白還要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的純化。
純天然膠原蛋白纖維材料一般不能完全滿足人們實(shí)際生活的需要，純度高的膠原蛋白纖維易發(fā)生降解，且紡出的絲強(qiáng)度太低。因此，膠原蛋白纖維多是利用膠原蛋白對(duì)纖維進(jìn)行改性而成。如膠原蛋白與聚丙烯腈不同比例的共混紡絲，膠原蛋白和丙烯腈的質(zhì)量比為2∶98的條件下，聚合溶液具有良好的可紡性。利用從動(dòng)物生皮或皮革工業(yè)廢棄物中分離得到膠原蛋白，經(jīng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的丙烯酸單體接枝改性后與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18%的聚乙烯醇混合，在70℃下攪拌2小時(shí)，在40℃的凝固浴下進(jìn)行共混紡絲，經(jīng)濕法紡絲、凝固、拉伸和縮醛化處理后，制得具有良好吸濕性和染色性能的膠原蛋白/PVA復(fù)合纖維。
