蛋白類羊毛防氈縮整理劑應(yīng)用工藝研究

蒲亞寧,王雪燕

(西安工程大學(xué) 紡織與材料學(xué)院，陜西 西安 710048)

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蛋白類羊毛防氈縮整理劑應(yīng)用工藝研究

蒲亞寧,王雪燕

(西安工程大學(xué) 紡織與材料學(xué)院，陜西 西安 710048)

將自制的蛋白類整理劑和亞硫酸鈉聯(lián)合應(yīng)用于羊毛纖維的防氈縮整理，以羊毛氈縮球密度為評價指標，通過正交試驗和單因素試驗，優(yōu)化出的有利于改善羊毛纖維防氈縮性能的整理工藝條件為浴比1∶20，處理時間60 min，Na2SO36 g/L，助劑25 g/L，處理溫度50 ℃。結(jié)果表明經(jīng)蛋白類整理劑和亞硫酸鈉聯(lián)合整理的羊毛纖維，其防氈縮性能得到了有效改善。

羊毛；防氈縮整理劑；氈縮球密度；工藝優(yōu)化

羊毛防氈縮整理方法中赫科賽特法以操作簡單、工藝成熟、防氈縮效果優(yōu)異受到了廣泛的應(yīng)用，但其在加工過程中會有可吸附的、具有致癌性的有機鹵化物AOX產(chǎn)生,且該物質(zhì)生物降解性差,對環(huán)境危害大[1-3]，該方法已不能適應(yīng)生態(tài)紡織的發(fā)展要求。實驗采用環(huán)保的自制蛋白類羊毛防氈縮整理劑對羊毛纖維進行處理，通過一定的應(yīng)用條件，優(yōu)化出一種綠色的羊毛防氈縮整理工藝。

1 實驗部分

1.1 材料和儀器

材料：澳毛毛條，12.5 tex(山東南山紡織服飾有限公司)；蛋白類羊毛防氈縮整理劑(自制)。試劑：非離子表面活性劑平平加O(工業(yè)品)。

儀器：PHSJ-4A型電子天平(上海良平儀器儀表有限公司)，JJ-1型精密增力電動攪拌器(上海浦東物理光學(xué)儀器銷售)，SHZ-88型雙數(shù)顯水浴恒溫振蕩器(金壇市岸頭林豐實驗儀器廠)，WHL-25A型臺式電熱恒溫干燥箱(天津市泰斯特儀器有限公司)。

1.2 羊毛預(yù)處理工藝

將羊毛纖維放入含皂粉1 g/L，Na2CO32 g/L溶液中，40 ℃，浴比1∶40，洗滌15 min，再用熱水洗，溫水洗，冷水洗直至羊毛水洗殘液的pH值為7，于75 ℃烘干，備用。

1.3 羊毛防氈縮整理劑應(yīng)用工藝

將羊毛和整理液以質(zhì)量比為1∶10～1∶40放入適當規(guī)格的玻璃器皿中，其中羊毛防氈縮整理劑用量為5～30 g/L，Na2SO3用量3～8 g/L；在40～65 ℃溫度下振蕩保溫40～100 min，取出羊毛進行水洗，在75 ℃條件下烘干并稱重，用以計算羊毛失重率；最后對整理后的羊毛進行防氈縮測試，通過對羊毛氈縮球密度的測定，優(yōu)選出最優(yōu)羊毛防氈縮整理劑的應(yīng)用工藝。

1.4 羊毛氈縮球密度的測定

圖1 氈縮球測量圖

1.5 羊毛纖維失重率的測定

整理劑處理后羊毛纖維的失重率以百分率表示，計算方法如式(1)[6]。

(1)

式中W——減量率(%);W0——羊毛纖維原來的質(zhì)量(g);W1——羊毛纖維處理后的質(zhì)量(g)。

2 結(jié)果與討論

2.1 羊毛防氈縮整理劑應(yīng)用條件優(yōu)化

按照1.3應(yīng)用工藝，設(shè)計L16(45)正交試驗，通過測定羊毛的氈縮球密度，評定蛋白類羊毛防氈縮整理劑應(yīng)用條件的合理性。

表1 羊毛防氈縮整理劑應(yīng)用條件正交試驗因素水平表

表2 羊毛防氈縮整理劑應(yīng)用工藝正交試驗結(jié)果

注：R表示羊毛纖維失重率的極差；K表示羊毛纖維氈縮球密度的極差。

由表2中的極差數(shù)據(jù)分析得出，影響羊毛纖維氈縮球密度的顯著因素依次為處理溫度>助劑用量>浴比>處理時間>Na2SO3用量，即處理溫度是最顯著的影響因素。隨著處理溫度的升高，羊毛纖維的氈縮球密度逐漸變大，即羊毛纖維的防氈縮性能逐漸變差。其次，助劑用量對羊毛的防氈縮性能影響較大，隨著助劑用量的增加，羊毛的氈縮球密度逐漸增大，可能是整理劑用量的增多，使得羊毛的鱗片層受到較大程度的改性，表面的定向摩擦效應(yīng)減小，從而改善了羊毛的防氈縮性能。

綜上所述，優(yōu)化出有利于提高羊毛防氈縮性能的防氈縮整理劑應(yīng)用條件為處理時間60min，Na2SO3用量6g/L，浴比1∶20，處理溫度50 ℃，助劑用量25g/L。由于正交實驗結(jié)果表明處理溫度和助劑用量是影響羊毛防氈縮性能的最顯著因素，同時Na2SO3用量對羊毛防氈縮性能有一定的影響，隨后通過單因素實驗，進一步優(yōu)化出羊毛防氈縮整理劑的應(yīng)用條件。

2.2 處理溫度優(yōu)選

按照1.3工藝處理羊毛，處理時間60min，Na2SO3用量6g/L，浴比1∶20，助劑用量25g/L，改變處理溫度，以羊毛的氈縮球密度評定應(yīng)用條件的合理性，結(jié)果如表3所示。

表3 處理溫度對羊毛氈縮球密度和失重率的影響

由表3可看出，隨著羊毛防氈縮整理處理溫度的升高，羊毛纖維的氈縮球密逐漸減小，當處理溫度達到50 ℃時，氈縮球密度降至最小，防氈縮性能最好，繼續(xù)升高溫度，羊毛纖維的氈縮球密度逐漸增大，說明處理溫度對羊毛氈縮性能有影響，確定處理溫度為50 ℃。

2.3 整理劑用量優(yōu)選

按照1.3工藝處理羊毛，處理時間60min，Na2SO3用量6g/L，浴比為1∶20，處理溫度50 ℃，改變助劑用量。以羊毛的氈縮球密度評定應(yīng)用條件的合理性，結(jié)果如表4所示。

由表4可看出，隨著羊毛防氈縮整理助劑用量的增加，羊毛氈縮球密度逐漸變小，即羊毛的防氈縮性能逐漸提升。助劑用量為25g/L時，羊毛的氈縮球密度達到最小值，處理后羊毛的失重率較大，說明羊毛纖維表面鱗片受到破壞，并大量脫落，使得羊毛表面的定向摩擦效應(yīng)減小，羊毛的氈縮球密度較小，其防氈縮性能得到較為顯著地提升。故確定助劑用量為25g/L。

2.4 亞硫酸鈉用量優(yōu)選

按照1.3工藝處理羊毛，處理時間60min，處理溫度50 ℃，浴比1∶20，助劑用量25g/L，改變Na2SO3用量，以羊毛的氈縮球密度評定應(yīng)用條件的合理性，結(jié)果如表5所示。

表4 助劑用量對羊毛氈縮球密度和失重率的影響

表5 Na2SO3用量對羊毛氈縮球密度和失重率的影響

由表5可看出，Na2SO3用量6g/L時，羊毛的氈縮球密度達到最小值，即羊毛的防氈縮效果最好，故確定Na2SO3用量為6g/L。

2.5 羊毛水洗溫度優(yōu)選

按照上述優(yōu)化出的最佳應(yīng)用工藝條件：浴比1∶20，處理時間60min，Na2SO3用量6g/L，助劑用量25g/L，處理溫度50 ℃，對羊毛進行相關(guān)的防氈縮整理，改變羊毛水洗溫度，通過羊毛的氈縮球密度評定整理劑的防氈縮效果，結(jié)果如表6所示。

表6 水洗溫度對羊毛氈縮球密度和失重率的影響

由表6可看出，隨著水洗溫度的升高，經(jīng)防氈縮處理的羊毛其防氈縮性能沒有明顯的改善，即水洗溫度對羊毛防氈縮整理效果影響很小，同時為符合當前節(jié)能環(huán)保的紡織新要求，故確定水洗溫度為室溫。

綜合以上數(shù)據(jù)，蛋白類羊毛防氈縮整理劑的最佳應(yīng)用工藝條件為浴比1∶20，Na2SO3用量6g/L，助劑用量25g/L，50 ℃處理60min，最后經(jīng)室溫充分水洗。

2.6 不同整理工藝對羊毛防氈縮性能的影響

按照工藝1.3對羊毛進行防氈縮整理，改變整理劑，并以羊毛的氈縮球密度評定助劑的防氈縮效果，結(jié)果如表7所示。

表7 不同整理劑對羊毛氈縮球密度和失重率的影響

由表7可看出，單獨助劑整理和單獨亞硫酸鈉整理的羊毛防氈縮性能有小幅度提高，助劑聯(lián)合亞硫酸鈉應(yīng)用于羊毛防氈縮整理，氈縮球密度最小，防氈縮效果最好，說明聯(lián)合處理對提升羊毛纖維防氈縮效果有協(xié)同效果。由聯(lián)合處理羊毛的失重率最大可推測合成的蛋白整理劑可首先吸附到羊毛纖維上，從而促進陰離子亞硫酸根的吸附，通過對羊毛鱗片層的破壞，改善羊毛纖維的防氈縮性能。

3 結(jié)論

由實驗優(yōu)化出的自制蛋白類羊毛防氈縮整理劑應(yīng)用條件為浴比1∶20，處理時間60min，Na2SO3用量6g/L，助劑用量25g/L，處理溫度50 ℃。在該條件下用蛋白類羊毛防氈縮整理劑聯(lián)合亞硫酸鈉處理的羊毛，其防氈縮性能得到了顯著提升。自制蛋白類羊毛防氈縮整理劑應(yīng)用條件的優(yōu)化為實現(xiàn)羊毛纖維綠色防氈縮提供了一種新工藝。

[1] 劉振東,余甲賢.酶對羊毛織物防氈縮工藝的正交優(yōu)化[J].北京服裝學(xué)院學(xué)報,2007,27(2)：1-6.

[2] 王菊花,許海育.針織羊毛衫的生物酶防氈縮整理[J].紡織科技進展,2007，(2)：86-88.

[3] 張 茜,張健飛,劉中君.羊毛環(huán)保防氈縮整理的研究[J].毛紡科技,2006，(1)：17-21.

[4] 余愛琴,王雪燕,張榮祥，等.羽毛角蛋白助劑和等離子體聯(lián)合處理改善羊毛條氈縮性的研究[J].毛紡科技,2008，(3)：9-12.

[5]CWKan,KCHan,CWMYuen.Lowtemperatureplasmaonwoolsubstrates:theeffectofthenatureofthegas[J].TextileResearchJournal,1999,69(6)：407-416.

[6] 徐升運,邢建偉,馬 齊.羊毛酶法防氈縮機理的研究[J].毛紡科技,2005，(8)：14-16.

Study on the Application Process of Protein Wool Anti-felting Finishing Agent

PU Ya-ning, WANG Xue-yan

(School of Textile & Materials, Xi′an Polytechnic University, Xi′an 710048, China)

The application technology of homemade protein wool anti-felting finishing agent on wool fiber was studied and the orthogonal experiments were used. The density of felted ball was measured and the application conditions were optimized. The optimal technology process was processing bath ratio of 1∶20, Na2SO3dosage of 6 g/L and finishing agent of 25 g/L, under 50 ℃ treatment for 60 min. The results showed that the anti-felting properties of wool fiber were improved effectively after finishing by the homemade synthesis finishing agent and sodium sulfite.

wool; anti-felting finishing agent; density of felted ball; process optimization

2015-06-04

蒲亞寧(1989-),女,陜西寶雞人,在讀碩士研究生,主要研究方向：紡織品化學(xué)加工新材料、新工藝。

TS195.2

A

1673-0356(2015)04-0032-03