過硫酸氫鉀復合鹽在印度發(fā)漂白工藝中的應用

郁 佳，王 偉，鄭琳娟，毛慶輝

（南通大學紡織服裝學院，江蘇南通226019）

人發(fā)被剪下后常被用來做假發(fā)，但顏色較為單一。為了適應人們愛美的要求，要將頭發(fā)染成各種各樣的顏色，但大多數(shù)頭發(fā)顏色較深。黑色素可分為真黑素和暗黑素，印度發(fā)的發(fā)色由兩者的量和比例來決定［1］，只有經(jīng)漂白后才能染色。印度發(fā)發(fā)質較軟，符合歐美客戶的需求，因此研究印度發(fā)的漂白工藝具有一定的意義。

過硫酸氫鉀復合鹽多用于紙漿漂白，效果顯著，而傳統(tǒng)過氧化氫漂白對印度發(fā)的白度提升效果不顯著，且強力損傷較大。本實驗在過氧化氫漂白的基礎上加入過硫酸氫鉀復合鹽進行復合漂白，開發(fā)一種新型漂白技術，并對該技術的工藝條件和漂白后印度發(fā)纖維的白度與力學性能進行了探究。

1 實驗

1.1 材料和儀器

材料：印度發(fā)，過氧化氫（分析純，西隴化工股份有限公司），焦磷酸鈉（分析純，天津市北辰方正試劑廠），過二硫酸鉀（分析純，江蘇強盛功能化學股份有限公司），過硫酸氫鉀復合鹽（上海邁瑞爾化學技術有限公司），蛋白酶，無水碳酸鈉、氫氧化鈉（分析純，上海潤捷化學試劑有限公司），白貓洗潔精（上海和黃白貓有限公司），二氧化硫脲（分析純，天津市化學試劑四廠）。

儀器：HH-S恒溫水浴鍋（浙江省余姚市檢測儀表廠），EL303電子天平［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］，SHA-C水浴恒溫振蕩器（金壇市恒豐儀器制造有限公司），pHS-25精密pH計（上海宵盛儀器制造有限公司），3385H型Instron萬能材料試驗機（美國Instron英斯特朗公司），S-3400N掃描電子顯微鏡，WS-SD d/o色度白度計。

1.2 工藝流程

洗脂脫脂→洗滌→蛋白酶預處理→洗滌→過硫酸氫鉀復合鹽漂白→過氧化氫漂白→洗滌→二氧化硫脲還原漂白→洗滌。

洗脂脫脂：由于頭發(fā)為蛋白質纖維且印度發(fā)表層附著了大量的油脂和塵土，通過洗脂脫脂可以去除大部分油脂和灰塵顆粒，有利于提高蛋白酶對印度發(fā)鱗片層的剝鱗效果。稱取1.0 g碳酸鈉、1.0 g洗潔精，用量筒量取500 mL水配成洗滌液，將5.0 g印度發(fā)放入其中，80℃洗脂脫脂30 min，取出清洗干凈，自然晾干。

蛋白酶預處理：蛋白酶2 g/L，浴比1∶100，溫度50℃，時間20 min。

過硫酸氫鉀復合鹽漂白：過硫酸氫鉀復合鹽10～18 g/L，浴比1∶100，pH 9.5～11.5，溫度45～60℃，時間0.5～1.5 h。

過氧化氫漂白：焦磷酸鈉12 g/L［2］，過氧化氫6%，過二硫酸鉀4 g/L，浴比1∶100，用NaOH調節(jié)pH至9.8，溫度50℃，時間3 h。

1.3 測試

1.3.1 微觀形貌

將樣品放入掃描電鏡的樣品交換室，抽真空后在15.0 kV加速電壓下觀察放大1 000倍的表面形態(tài)。

1.3.2 斷裂強力

在室溫、夾持長度7 cm、拉伸速率50 mm/min的條件下［3］，選用萬能材料試驗機進行測試，多次測量取平均值。

1.3.3 白度

采用R457色度白度計進行測定。

2 結果與討論

2.1 過硫酸氫鉀復合鹽漂白工藝優(yōu)化

2.1.1 過硫酸氫鉀復合鹽用量

由圖1、2可知，隨著過硫酸氫鉀復合鹽用量的增加，印度發(fā)的白度提高，當達到12 g/L時，印度發(fā)的白度最好，繼續(xù)增加過硫酸氫鉀復合鹽用量，白度反而下降。這是因為當用量過高時，過硫酸氫鉀復合鹽分解速率加快，分解量增加，導致漂白效果下降［4］。

圖1 過硫酸氫鉀復合鹽用量對漂白效果的影響

圖2 過硫酸氫鉀復合鹽用量對印度發(fā)白度的影響

2.1.2 pH

由圖3、4可知，隨著pH的逐漸提高，白度逐漸增大，當pH達到11.0時，漂白效果最好，繼續(xù)增加pH，白度反而下降。這是因為隨著pH的增大，過硫酸氫鉀復合鹽的電離速率不斷提高，分解產生更多的過氧根，能有效破壞色素的結構，但pH超過11.0，過硫酸氫鉀復合鹽分解速率過快，漂白效果降低。

圖3 pH對漂白效果的影響

圖4 pH對印度發(fā)白度的影響

2.1.3 漂白溫度

由圖5、6可知，隨著漂白溫度的不斷升高，過硫酸氫鉀復合鹽的分解速率不斷加快，分解產生的過氧根氧化印度發(fā)纖維，從而提升漂白效果，但漂白溫度超過60℃，過氧化氫分解速率過快，印度發(fā)纖維強力損傷嚴重，所以溫度選擇60℃。

圖5 漂白溫度對漂白效果的影響

圖6 漂白溫度對印度發(fā)白度的影響

2.1.4 漂白時間

由圖7、表1可知，延長漂白時間可以提升印度發(fā)白度，但漂白時間過長，印度發(fā)的強力損傷嚴重。綜合考慮白度與斷裂強力，漂白時間選擇1.0 h。

圖7 漂白時間對漂白效果的影響

表1 漂白時間對印度發(fā)白度的影響

2.2 復合漂白與傳統(tǒng)過氧化氫漂白效果對比

2.2.1 白度

由圖8可知，相比傳統(tǒng)過氧化氫漂白的頭發(fā)白度（37.05），過硫酸氫鉀復合鹽與過氧化氫復合漂白的頭發(fā)白度（46.50）提升顯著。因為使用過硫酸氫鉀復合鹽對印度發(fā)進行處理，印度發(fā)表面鱗片層發(fā)生輕微刻蝕［5］產生微小孔洞，使過氧化氫與印度發(fā)充分接觸，從而提升漂白效果。

圖8 復合漂白與傳統(tǒng)過氧化氫漂白效果對比

2.2.2 掃描電鏡

由圖9可知，印度發(fā)原發(fā)的外層被厚實的鱗片層包覆，經(jīng)過硫酸氫鉀復合鹽處理后，印度發(fā)表面并未發(fā)生明顯的變化，經(jīng)過氧化氫漂白后，印度發(fā)表面的鱗片層發(fā)生輕微刻蝕，部分鱗片層從表面剝離［6］，破壞程度較低，強力損失不大。

圖9 印度發(fā)形態(tài)對比

2.2.3 斷裂強力

印度發(fā)原發(fā)的斷裂強力為0.899 7 N；傳統(tǒng)過氧化氫漂白后斷裂強力為0.600 1 N，僅為原發(fā)斷裂強力的66.7%；過硫酸氫鉀復合鹽復合過氧化氫漂白后斷裂強力為0.714 4 N，為原發(fā)斷裂強力的79.4%，強力損傷較小。這是因為使用過硫酸氫鉀復合鹽進行處理后，印度發(fā)表面鱗片層發(fā)生輕微刻蝕［5］產生微小孔洞，從而使過氧化氫與印度發(fā)可以充分接觸，在過氧化氫用量較小的情況下即可進行有效漂白，從而減少印度發(fā)的強力損傷。

3 結論

（1）過硫酸氫鉀復合鹽復合過氧化氫漂白的優(yōu)化工藝：過硫酸氫鉀復合鹽12 g/L，浴比1∶100，pH=11.0，溫度60℃，時間1.0 h。

（2）與傳統(tǒng)過氧化氫漂白工藝相比較，采用過硫酸氫鉀復合鹽復合過氧化氫漂白，印度發(fā)的白度和斷裂強力都有所提升，白度達到46.50，斷裂強力保留率為79.4%。