深入了解蠶絲的秘密——蠶絲的化學性質

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文｜tiya

關注傳奇號的各位看觀中少不了蠶學科研圈的大神、蠶桑產業的大牛，大家精通蠶絲和蠶寶寶的各個領域，今天，傳奇君從絹紡學的角度梳理一下蠶絲的重要化學性質，如能對你有所啟發，那就最好不過啦～

1、兩性性質和等電點

蠶絲纖維由氨基酸組成，雖然絲纖維蛋白分子量比氨基酸大得多，但也有遊離的氨基與羧基，所以也兩性性質和等電點。

絲纖維蛋白能既能與酸反應、也能與鹼反應生成相應的鹽，這種同時具有酸鹼兩種性質的特性就叫做兩性性質。

在氨基酸內部酸性羧基和鹼性氨基可以相互作用生成偶極離子，偶極離子整體來說是不帶電的穩定狀態。但當溶液pH值變大或變小時，氨基酸則會帶正電荷或負電荷存在，如果將溶液的pH值調整到某一個值，使溶液中正、負離子濃度相等，這個溶液的pH值就成為該氨基酸的等電點。

經測試，桑蠶絲素蛋白的等電點為2～3，絲膠蛋白為3.8～4.5；柞蠶滴膠蛋白的等電點為4.2。因此，蠶絲蛋白在水中一般呈酸性電離，因為水的pH值在6～7，大於其等電點。

絲素纖維在等電點時具有一系列特殊性質：膨脹溶解性能最差、在電場中移動速度最小、穩定性好，這種性質對脫膠工藝非常有用。

2. 水的作用

一般條件下絲纖維並不溶於水，卻又極強的吸濕性能。絲纖維吸濕後增重可達自身重量的30%，絲膠的吸濕性比絲素更強。這為蠶絲製作成蠶絲用品（絲織品、蠶絲被等）的舒適性，以及絲膠應用於美容行業起保濕功效提供了保障。

3. 酸鹼的作用

酸和鹼都對絲纖維起作用，起作用的程度視酸、鹼的種類、溶液的pH值及電解質總濃度、溫度和作用時間等而有所不同。

絲素對酸鹼反應的穩定性比絲膠強。絲素在強無機酸的稀溶液中加熱，並無顯著破壞，但絲的光澤、手感、強力伸度均有所降低，長時間浸泡絲素會溶解，加熱後溶解更迅速。弱無機酸的作用要弱得多。

將絲素在濃酸種短時間浸泡，立即水洗，長度會收縮30～40%，這種現象叫酸縮，用於織物的縮皺處理。在弱無機酸的習容液中處理也會略有收縮，還可增加光澤和絹鳴。

相比之下絲素對鹼更為敏感。鹼類中以氫氧化鈉的作用最為激烈，即使是稀溶液也對桑蠶絲有侵蝕作用，碳酸鈉、硅酸鈉、磷酸鈉次之，但它們的濃溶液也能溶解絲素，在精練原料是一般採用碳酸鈉和硅酸鈉。

4. 鹽的作用

鹽類對絲素的作用主要是膨潤溶解，在一定條件下也能產生類似酸縮的鹽縮現象。鹽類中，以氯化物的影響最具有實際應用的意義，因為它與衣著的汗牢度有關。另外，一些特殊鹽類如銅氨溶液、銅乙二胺溶液等可使絲纖維很快溶解，對研究絲素性質以及製造再生絲有著重要意義。

5. 氧化劑與還原劑的作用

絲纖維對氧化劑很敏感，因此在精鍊的漂白過程中對氧化劑的選擇要慎重，否則會影響絲的強力。對柞蠶絲漂白時更應注意，過硼酸鈉比較穩定、經濟，常用於柞蠶絲的漂白。

還原劑對絲素起保護作用，能抑制絲素的氧化過程，所以在生產中漂白桑蠶絲時，常用低亞硫酸鈉（俗稱保險粉）等還原劑進行保護。

6. 微生物的作用

絲纖維有時會霉爛變質，這是由於微生物分泌蛋白水解酶的作用，酶能夠催化蠶絲蛋白水解。

7、呈色反應

絲纖維能與一些藥劑生成特定的顏色，這些顏色反應一部分是由於肽鏈所引起，另一部分是由於組成蠶絲蛋白的氨基酸特殊官能團引起。

紫紅色——雙縮脲反應：具有兩個以上肽鍵的化合物在鹼性溶液中與硫酸銅作用生成紫紅色絡合物。

金黃色——絲素苦脂紅反應：苦脂紅試劑是由苦味酸、胭脂紅的銨鹽混合而成，當pH在9.5～11時，經它處理的絲素呈現金黃色。

紅色——絲膠苦脂紅反應：絲膠經苦脂紅溶液處理後呈現紅色。精練脫膠時可根據顏色反應來判斷脫膠的程度。

8、絲膠溶液的凝膠

絲膠溶液在一定條件下可以轉變成具有彈性的成為凝膠的半固體狀態，這種現象叫做凝膠作用。

通過X射線和電子顯微鏡的測試證明，凝膠具有網狀結構，網狀結構中由溶液包含在內，但也有溶劑分子和絲膠分子的極性集團相結合，從而使整個溶液失去流動性。

與絲膠溶液不同，在凝膠的網狀結構中，水被包圍裡面，水是分散相，絲膠蛋白是連續項。可推測凝膠形成的條件是：溶膠要有一定的濃度、較低的溫度和較長時間的靜止。蠶絲凝膠可應用於醫療、美容等領域，造福人們。

傳奇君梳理了蠶絲的化學性質，不小心發現了這麼多蠶絲的優點，我們一起，用蠶絲製品為我們的生活上色吧！