科学发展我国蚕丝业

摘要：分析蚕丝技术发展的经历。科学技术与社会体制的关系。现在科技进步，逐渐认识丝蛋白的结构，有可能溶解丝蛋白，制成纺丝原液，人工喷纺成丝蛋白纤维。现行的缫丝工艺落后缫丝是蚕丝生产的“瓶颈”。现代科技进步，。遵照科学发展观，以人为本，科学是第一生产力，现在有可能溶解丝蛋白制成纺丝原液，人工喷丝，革新缫丝工艺。综合利用蚕茧。若革新成功，可以更进一步推进蚕丝业发展，有利于农村经济更加繁荣。我国有可能成为现代的纺织大国。

关键词：缫丝、蚕茧综合利用、丝胶、丝素、蚕蛹、　人工喷丝、

科学发展观是发展的战略思想，科学发展也是发展的理智方法。我国经济的发展取得了伟大的成就，要总结经验教训，认识发展的规律，再继续稳步健康地前进。按照科学发展观具体地分析我国农村经济的发展和我国自己的工业的发展，认识到蚕丝业是一项值得思考的问题。

1.  分析蚕丝发展的过程  

缫丝是4000年前黄帝的妃子嫘祖发明的，据说她在轩辕之丘，林中设宴，树上的蚕茧落入热汤中，她用筷子把蚕茧从汤中挟出，蚕茧的丝随着被索拉出来。中国历来运用这工艺，生产蚕丝，即栽桑养蚕，烘茧杀蛹、煮茧、索绪，卷绕。蚕丝是蛋白质纤维，美观华丽，穿着舒适。过去用于龙袍锦衣，为贵族享用。百姓仅穿着布衣。

历来都称赞蚕丝，谓之“纤维皇后”。中国的丝绸行销世界各地，历史的丝绸之路，足见中国过去技术领先，经济发达。

工业革命时，蒸气机和机械化推行，缫丝技术也随着进步，用蒸汽煮茧，机械传动，提高了缫丝的生产力。国外的一些国家，也曾发展过蚕丝，如法国、意大利、和日本等，日本在明治维新时，把蚕丝作为其国家的支柱产业。国外的科学家曾想人工制造蚕丝，1774年法国Re`aume将桑树的皮溶于硝酸，得到一种黏稠的液体，喷纺成丝，研制成最早的人造丝。但这不是蚕丝，而是硝化纤维素纤维。1890年建立了第一家硝化纤维厂。可是不久毁于火灾爆炸。随后又有一些人研制出醋酸纤维，铜氨纤维，粘胶纤维。这些都是纤维素纤维，或称之为“化学纤维”。许多科学家认识到蚕丝是蛋白质纤维，把蚕丝作为model,研制人造丝。20世纪30年代，英国用酪素研制成FibrolaneBX,蛋白质纤维，又用花生蛋白研制成FibrolaneC；美国用玉米蛋白制成Vicara纤维，用花生蛋白制成Ardil，用大豆蛋白制成Soylan，用酪素制成Caslan；匈牙利制成Erilan蛋白质纤维；荷兰制成Casolena酪素纤维……可见当时世界各国都在追求人造蛋白质纤维，企图找到蚕丝的代用品。但是这些都是再生蛋白质纤维，这些蛋白质不同于蚕丝蛋白。其性能较差。强度不到1kf/d。只能添加小部分与毛混纺。这时合成纤维兴起，再生蛋白质纤维便停止了生产。

上世纪30年代，人们知道蛋白质是由氨基酸的氨基与羧基缩合。于是就用多元氨与多元酸反应，结果研究出了聚酰胺纤维。这是蚕丝model的启发。

1935年美国研制出了聚酰胺纤维、尼龙66。1950年前后 ，英国、美国研制成了聚酯纤维，1942年德国和美国又先后研制成了聚丙烯腈纤维，随着石油化工的发展。合成纤维进步很快。又开发出了丙纶、乙纶、氨纶、维纶、芳纶、……等。现在世界合成纤维的年产量已达3800万吨以上。现在我国的合成纤维年产量约占世界合成纤维产量的1/3。合成纤维和化学纤维的发展弥补了天然纤维的不足，基本上解决了人类的穿衣问题。这其中石油化工的发展，高分子科学的进步，促进了合成纤维发展。

上世纪70～80年代要求“天然纤维化学化，化学纤维天然化”。国外曾有多种改性蛋白质纤维，波兰生产的Alprona，是PVA－Cascin纤维，日本产的Promix是酪蛋白与乙烯系共聚纤维。Chinon是蛋白质与丙烯腈共聚纤维。这些蛋白质改性纤维的性能较好，Chinon的外观似丝，染色性好，比腈纶吸湿性增加                                                                                                                          

70年代我国华东纺院与嘉兴绢纺厂研发丝蛋白与丙烯腈共聚纤维。80年代成都科技大学与乐山丝绸厂研发了PVA－Fibroin纤维。

90年代本人研究试验改性蛋白质纤维，先后研制了蛹蛋白纤维、大豆蛋白纤维、菜籽蛋白纤维、胶原蛋白纤维、和角蛋白纤维。得到一些认识，各种蛋白质的组成结构不同，要利用其制成纤维，必须将其制成为具有一定条件的纺丝原液，蛋白质的溶剂须根据不同的蛋白质的结构去选择。各种蛋白质在溶解过程中势必断开结晶的氢键，若在强力作用下，如热、ｐＨ远离等电点、离子作用、蛋白质的其它键甚至肽键也会断开，降解成多肽。黏度变低，不能成丝。现在有多种水溶性合成高聚物上市，蛋白质可以与之共聚，多肽可以与之交联。纺丝成形时除去初生丝的溶剂，使之凝固，拉伸取向，在一定的条件下使之恢复键的连接，干热处理，除去水分，形成结晶。纤维就会具有一定的强度。

丝胶蛋白可溶于水，可与水溶性高聚物共混纺丝，交联处理后就不再溶于水。丝素蛋白的一级结构的氨基酸中，甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸约占90％左右，其分子量较小，容易形成结晶。蚕吐丝时，低度拉伸，水分蒸发，即形成结晶。这是一种β－折叠型反平行结构，也有部分α－螺旋结构。丝素因此不溶于水。若断开结晶区的氢键，丝素可能溶解，一些离子的作用，如Li+、Na+、Ca++、Zn++、[BMIN]+、Cl-、Br-、F-、……在一定的条件下丝素晶区电离失衡，可能断开丝素结晶区的氢键，致使丝素溶解。配制的丝素纺丝原液喷丝时，凝固浴吸收盐液，丝素凝成纤维。但是需要注意离子的选择，溶解的条件。很可能丝素的肽键断裂，丝素降解，难以成丝。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

上世纪30年代，日本曾用铜胺作溶剂，　纺制人造绢丝，效果不好，没有工业生产。70年代日本音居清等人专利“人工蚕丝”artificial silk ,将丝素蛋白溶于盐中，用中空纤维透析除盐，得到丝素水溶液，人工喷丝，其性能近似真丝，且有丝鸣。我们也做过类似的试验，但所透析后的丝素水溶液很不稳定，在外力作用下，就会形成液晶。这是丝素的特性，也是蚕丝成形的机理。经透析得到的丝素水溶液不能用于工业生产纺丝。

上世纪70～80年代，前苏联塔什干轻纺学院曾做过人工蚕丝的研究 。用NａCNS ,或LiBr作溶剂，溶解蚕丝废料，纺出了纯的再生蚕丝。1988年textile month 报道Edgar.S.Lower 研究NａCNS丝素溶液用离心加工方法制造细旦蚕丝获得成功。90年代《国外丝绸》报道日本松本等研究用溴化锂混和溶剂纺丝。我们也曾用LiBr、LiCl和NaCNS等作溶解，在实验室纺出过纯蚕丝。

21世纪初，我国苏州大学和华东大学做了再生蚕丝的研究试验，有了新的进展。运用新的溶剂六氟异丙醇或六氟丙酮水合物，纺制再生蚕丝。近来更有离子液体的研究进展，溶解丝素和纤维素的效果更好。                                                                                                    

现在国内外的消费者对服饰有了新的要求，需要穿着舒适，有保健功能的纺织品。天然纤维比合成纤维更畅销。棉、毛、蔴供不应求。我国现在已是一个纺织大国，纺织品出口国外，但我国棉花产量只有540万吨，要进口棉花300万吨以上。

我国的蚕丝历来都畅销国外，我国的蚕丝产量居世界第一。但年产量只有5～6万吨。现在蚕丝仍然是纺织材料中性能优异的品种，蚕丝这种蛋白质纤维已被确认具有护肤保健功能。适合消费者需要。但是产量太少，价格昂贵。以科学发展观究其原因如下:                                           

  1.1.科学技术的进程       高分子科学大约在上世纪40年代才兴起，促进了合成纤维发展。人类对事物的认识都是通过逐步积累的知识，才掌握其变化的规律。从而研发出需要的产品。科学理论指导生产实践，生产实践又充实科学理论。在上世纪30年代人们对丝蛋白还没有弄清其组成和结构。也无从掌握其性质和变化。所以在科技进展之初期，人们只能沿用嫘祖的缫丝工艺，虽然工业革命推进了机械化，但是对丝蛋白，这个结构复杂的天然高分子还没有充分认识。只能使用丝胶蛋白在热水中膨润溶胀的性能，从茧中拉出丝来。直到今天，所运行的自动缫丝机，虽然缫丝设备进步，仍然沿用这传统的工艺。丝蛋白的利用只不过1/2，自动化机械化只减轻了人力劳动。旧的蚕丝生产过程复杂繁琐，其“瓶颈”问题在于缫丝工艺。致使生产效率低，蚕丝的成本高，价格昂贵。

现在科技进步，对蚕丝蛋白有了更深入的了解，丝素溶解的机理也清楚了。特别是丝素的溶剂更多更完美。当前已具备革新缫丝工艺的条件，势在必行。

1.2.社会制度影响    蚕丝这种蛋白纤维性能优异，外观华丽，穿着舒适。其价格昂贵，过去多为贵族所享用。农民栽桑养蚕，工人缫丝织绸，却很少穿着丝绸。正如古诗’“ 昨日入城市， 归来泪满巾。 遍身罗绮者， 不是养蚕人 ”。封建社会帝王统治，不重视科学发展。蚕丝的生产技术也停滞不前。孔子曾提出“格物致知”。 “所谓致知在格物者，……盖人心之灵莫不有知，明天下之物莫不有理。处于理有未穹，故其之有不尽也” 蚕丝的生产我们可以从中得到许多认识，认识并未完全。随着时代的进步，对蚕丝的认识也更多。古时提到格物致知，格物就是要对物质进行观察、解剖、化验、分析、……。现代科技进步，有许多先进的检测仪器，逐渐对丝蛋白有所了解。现在已了解丝蛋白的组成结构。这与世界各国的科技进步有关。当今的世界形势在不停地变化，专制独裁、殖民侵略、已趋衰败。第二次世界大战后，联合国公布了人权宣言，各国各族人民自由平等。世界形势如此变化，科技人员有了钻研的条件，广大的人民群众安定地生产和消费。促进了世界科技的发展。