脂肪酸甲酯乙氧基化物FMEE及其磺酸鹽FMES在羽絨清洗中的應用

王成信

(上海喜赫精細化工有限公司，上海 201620)

羽絨纖維是一種天然角蛋白纖維，具有中空蓬松的結構、良好的吸濕性，輕盈且保暖性能優異。羽絨作為一種天然產品在提倡綠色消費、回歸自然的流行趨勢下，具有其它產品不可替代的優勢。在羽絨制品加工過程中，羽絨潔凈程度對成品質量影響較大，未洗凈的羽毛羽絨作為填充物生產的羽絨服、羽絨被極易發生變質、發臭、滋生細菌的現象，會引發哮喘、過敏等疾病，對消費者的健康存在較大的危害風險。目前國內羽毛加工廠家主要采用水洗的方法處理羽絨。

為了徹底去除羽毛上的污垢和油脂，在洗滌過程中會加入適當清洗劑，既可取得良好的洗滌效果，也能減少羽毛的損耗，羽毛的清洗一般是在pH值近中性，50℃的水溫條件下洗滌，洗滌條件相對溫和，這就需要羽毛清洗劑要有較強的低溫凈洗能力。PO嵌段脂肪酸甲酯乙氧基化物(FMEE)的低溫乳化與分散作用強，具有優異的控泡性能，可以增強羽毛之間的摩擦力，有利于去除頑固污垢，提高羽毛的清潔度與脫脂率[1]。FMEE磺酸鹽(FMES)分散力優異并具有顯著的防止污垢二次沉積效果，可以減少因污垢沉積引起的發灰現象，提高羽毛洗滌后的白度[2]。將FMEE和FMES作為羽毛清洗劑的凈洗成分，復配陰離子型滲透劑伯烷基磺酸鈉(PAS)，金屬離子去除劑無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉(EDDHA-Na)以及乳化型抗靜電劑蓖麻油聚醚(EL-40)，通過正交實驗確定五種原料的最佳配比。

1 實驗

1.1 主要試劑與儀器

試劑與材料：PO嵌段FMEE，FMES，無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉(EDDHA-Na)，伯烷基磺酸鈉(PAS)，均為工業級，上海喜赫精細化工有限公司；蓖麻油聚醚EL-40，工業級，上海清奈實業有限公司；乙醚，分析純，國藥集團化學試劑有限公司；鴨毛，安徽三達羽絨有限公司。

儀器：XPR精密電子天平，梅特勒-托利多；高溫小樣染色機，常州第一紡織設備有限公司；索氏油脂抽提器、電熱恒溫水浴鍋，北京亞歐德鵬科技有限公司。

1.2 測試方法

1.2.1 殘脂率

參照GB/T 14272—2011方法測試，由于羽毛表面的油脂具有不均勻的特點，為了減少誤差，取樣量做了增加，羽毛的取樣增加為8 g。

1.2.2 濁度與耗氧量

參照GB/T 14272—2011方法測試。

1.2.3 白度

將洗凈羽毛壓成2 cm厚圓餅，按照標準GB/T 17644—2008在白度儀測量羽毛清洗前后的白度。

1.2.4 羽毛清洗工藝

將10 g羽毛、一定量的清洗劑和300 g水放入染色機，50 ℃清洗20 min，常溫水洗三次，每次水洗3 min，脫水晾干。

2 結果與討論

2.1 正交試驗因素水平的確定

PO嵌段FMEE分子鏈結構中同時具有親水性的環氧乙烷和親油性的環氧丙烷結構，對動物油脂層乳化力強，在蛋白質纖維表面的吸附力較弱，易于漂洗并減少在纖維表面的殘留。FMES具有優異的分散性，對羽毛有良好的防止污垢二次沉積效果[3]。PAS滲透性優異，能幫助工作液滲透入纖維和污垢的結合處，將織物表面的硬質污垢層浸潤和膨脹，加速了物理吸附污垢的剝離與釋放，有助于對蛋白污垢特別是牢固的變性蛋白質的去除[4]。EDDHA-Na對鈣鎂鐵離子螯合能力強、速度快，可以快速地螯合工作液中的金屬離子，減少不溶性金屬皂在羽絨表面的沉積[5]。EL-40具有良好的抗靜電和潤滑作用，可以減少羽毛的破碎損傷，提高羽毛的蓬松度，有效的保護羽毛外表結構延長使用壽命[6]。以PO嵌段 FMEE、FMES、EDDHA-Na、PAS、EL-40為因素，確定了正交試驗因素水平如表1，測試方法按照 1.2.4，清洗劑各組分用量以對織物重表示，試驗測試結果與極差分析見表2、表3。

表1 正交試驗因素水平表Tab. 1 Design of orthogonal test

表2 正交實驗結果Tab. 2 Results of orthogonal test

表3 正交試驗極差分析Tab. 3 Range analysis of orthogonal test

2.2 各因素對殘脂率的影響

由表3可知，對殘脂率的影響因素排序為PO嵌段FMEE>FMES>PAS>EL-40>EDDHA-Na。PO嵌段FMEE為十八碳長碳鏈結構，與禽類動物油脂有相似的碳烴結構[7]，根據相似相溶原理，FMEE對羽絨表面油污有優異的增溶作用，在中溫條件下即可清洗有機污垢，因此具有優異的除油乳化性能的FMEE對羽毛表面污垢清洗影響最大。FMES是性能優異的陰離子型凈洗劑，可以使污垢和纖維帶相同負電荷并產生相互排斥力，對污垢有剝離作用，并能起到分散懸浮污垢的作用[8]。PAS滲透力出眾，能協助清洗工作液沿污垢邊緣進入污垢與硬表面的結合處，降低污垢在硬表面的附著力，對各種污垢有剝離作用。EL-40對動物油有一定的乳化作用，同時也有很好的潤滑與抗靜電作用，能防止羽絨在清洗過程中相互纏結，使羽絨清洗后手感柔軟，蓬松度高。EDDHA-Na的螯合與分散性能優異，可以與鈣鎂鐵等金屬離子形成穩定的六元環狀結構絡合物，減少污垢以鈣鎂離子為中心相互吸附的傾向，防止產生鈣鎂離子沉積導致的黃變，對油脂的清洗影響因素較小。

參考表2中清潔效果最好的16號以及各因素的影響排序，得到最優化的用量為PO嵌段FMEE用量0.4 g·L-1，FMES用量0.4 g·L-1，無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉用量0.1 g·L-1，伯烷基磺酸鈉用量0.3 g·L-1，蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40用量 0.2 g·L-1。根據上述用量，將PO嵌段FMEE、喜赫FMES、無磷乙二胺二鄰苯基乙酸鈉EDDHA-Na、伯烷基磺酸鈉PAS、蓖麻油聚氧乙烯醚EL-40五種原料按照4∶4∶1∶3∶2復配制得羽絨清洗劑。

2.3 應用案例

按照五種原料的最佳配比得到的羽絨清洗劑配方為：PO嵌段FMEE 8%、FMES 8%、EDDHA-Na 2%、PAS 6%、EL-40 4%、純凈水72%。將絨毛清洗劑在工廠上機試驗，洗滌設備為水洗機，將除灰提絨后的羽絨共計100 kg放入水洗機，加入羽絨清洗劑1.5 kg，加入2.5 t熱水，鍋爐蒸汽加熱，保持水溫50 ℃，清洗時間30 min，排液后室溫水漂洗10次，總共漂洗時間50 min，清洗后濕羽絨經管道落入離心機，離心脫水，脫水時間12 min，脫水后進入烘干裝置蒸汽烘干10 min，同時進行消毒、滅菌與除臭。取處理后的羽絨測試，殘脂率0.83%，濁度750 mm，耗氧量2.5 mg/100 g，將羽絨壓縮成2 cm厚圓餅，測量白度，白度為56.3%，各項指標均符合生產要求，白度比現用的清洗劑高，清洗效果見表4。

表4 清洗試驗結果Tab. 4 The results of washing test

3 結論

(1) PO嵌段FMEE和FMES對羽絨清洗效果影響較大，其次是滲透劑PAS和乳化抗靜電劑EL-40，螯合劑EDDHA-Na對羽絨清洗效果影響較小。

(2) 通過正交實驗確定羽絨清洗劑配方為：PO嵌段FMEE 8%、FMES 8%、EDDHA-Na 2%、PAS 6%、EL-40 4%、純凈水72%。將該配方應用于羽絨清洗生產工藝，殘脂率、濁度、耗氧量、白度等指標均優于現用清洗劑。