趙士毅，李美真，鄭愛萍

(1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010081； 2.內(nèi)蒙古北平紡織有限責任公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010080)

羊毛纖維受羊生長環(huán)境的影響，羊毛本色為黃色或淺黃色[1]。對于一些高附加值的高檔羊毛制品，特別是一些淺色織物，僅經(jīng)過洗練無法使白度達到要求。另外，提花純羊毛水紋毛毯這類織物主要以淺色系為主色調(diào)，在加工過程中對白度要求較高[2-3]，因此需要對羊毛進行漂白。目前，羊毛常規(guī)漂白大多是在弱堿性條件下用雙氧水進行漂白，但是存在纖維損傷大，白度不持久等弊端[4-5]?？紤]到對水資源的保護，現(xiàn)階段漂白已不使用焦磷酸鈉，需要尋找新的工藝，不僅要降低纖維損傷，減少能耗，還要提升纖維品質(zhì)[6]。本文實驗采用新型無磷活化劑2103(簡稱“活化劑2103”)與雙氧水聯(lián)合對羊毛進行漂白，分析了漂白后羊毛的白度以及力學性能等指標，提高羊毛白度的同時降低了纖維的強力損傷，并優(yōu)化出最優(yōu)的整理工藝。

1 實驗部分

1.1 實驗材料與儀器

實驗材料：線密度為8.95 tex洗凈羊毛，白度為48.806%，斷裂強度為3.25 cN/dtex。 本文每個試樣為1 g羊毛纖維。

試劑：雙氧水、醋酸、碳酸鈉(遼陽瑞鴻化工有限公司)；過氧化氫酶(卡梅舒(上海)生物科技有限公司)；活化劑2103(北京蒙特萊科技開發(fā)有限責任公司)。

儀器：AS-12型常溫振蕩小樣染色機(佛山市亞諾精密機械公司)，Y(B)802 N小型高溫烘箱(溫州際高檢測儀器有限公司)，2180UV型電腦測色配色儀(廣州市晶博電子有限公司)，YG001B型電子單纖維強力儀(泰仕特儀器(中國)有限公司)，BS223S型電子天平(北京賽多威利斯儀器系統(tǒng)有限公司)，pH110酸度計(寧波市鄞州安群實驗儀器有限公司)，ORP-169E ORP型測試筆(深圳市宇輝揚科技公司)。

1.2 整理工藝

1.2.1 配方及工藝

漂白液配方：雙氧水體積濃度AmL/L，活化劑2103體積濃度BmL/L，溫度T，時間t，pH值C，浴比1∶40。

酶洗液配方：過氧化氫酶質(zhì)量濃度2 g/L，溫度40 ℃，時間20 min，pH值5，浴比1∶40。

漂白工藝：潤濕羊毛→加雙氧水及活化劑2103漂白→80 ℃水洗→酶洗→水洗→烘干→測試。加雙氧水及活化劑2103法漂白工藝曲線見圖1。

圖1 加雙氧水及活化劑2103法工藝曲線

1.2.2 漂白羊毛的白度穩(wěn)定性實驗條件

漂白羊毛在存儲和加工過程中易泛黃，引起泛黃的主要因素有水煮、酸煮、堿煮和日曬等。

酸煮：將各試樣分別浸沒于pH值為5.5～6.0的醋酸溶液中，浴比1∶40，沸煮1 h。

水煮：將各試樣浸沒于沸騰的水中，沸煮1 h，浴比為1∶40。

堿煮：將各試樣分別浸沒于pH值為8.0～8.5的碳酸鈉溶液中，浴比1∶40，85 ℃處理30 min。

日曬：將各試樣梳理均勻，在室外晴天自然陽光下放置2周。

1.3 性能測試

1.3.1 白 度

按照GB/T 17644—2008《紡織纖維白度色度試驗方法》在2180UV型電腦測色配色儀上進行白度測試。

1.3.2 纖維強力

采用YG001B型電子單纖維強力儀參照GB/T 3916—2013《紡織品 卷裝紗 單根紗線斷裂強力和斷裂伸長率的測定》測各個試樣的單纖維強力。

1.3.3 泛黃指數(shù)

在2180UV型電腦測色配色儀中選擇D65光源，測試各試樣的X、Y、Z刺激值，每個被測試樣選取3個不同的位置測試，取平均值。并用式(1)計算泛黃指數(shù)YI:

YI=100×(X-Z)/Y

(1)

YI值越大，被測試樣黃值越高，反之則越低。

泛黃敏感度S的大小可用來衡量漂白樣的白度穩(wěn)定性，計算公式見式(2)：

(2)

式中：YI1為未經(jīng)泛黃處理漂白試樣的泛黃指數(shù)；YI2為經(jīng)泛黃處理漂白試樣的泛黃指數(shù)。YI01為未經(jīng)泛黃處理未漂白試樣的泛黃指數(shù)，YI02為經(jīng)過相應泛黃處理未漂白試樣的泛黃指數(shù)。

當S=0時，表示漂白試樣與未漂白試樣的黃度敏感程度相等；S<0時，表示漂白試樣比未漂白試樣的泛黃敏感程度大，負值越大，敏感程度越大，則漂白羊毛的白度穩(wěn)定性越差；S>0時，表示漂白試樣比未漂白試樣的泛黃敏感程度小，正值越大，敏感程度越小，則漂白羊毛的白度穩(wěn)定性越好[7-8]。

2 結(jié)果與討論

2.1 雙氧水體積濃度對漂白效果的影響

漂白工藝條件：活化劑2103體積濃度2 mL/L，pH值為6，時間60 min，溫度70 ℃，浴比1∶40。改變雙氧水體積濃度，對羊毛進行漂白，雙氧水體積濃度對羊毛漂白效果的影響見表1[4,9]?？梢钥闯?，漂白羊毛的白度隨雙氧水體積濃度的增加而提高，斷裂強度不斷下降。雙氧水體積濃度的增大提高了漂白液中的O22-及[O]的含量，利于羊毛的漂白，但同時加劇了對羊毛的損傷。因此，雙氧水體積濃度選擇15 mL/L為宜。

表1 雙氧水體積濃度對羊毛漂白效果的影響

2.2 活化劑2103體積濃度對漂白效果影響

應用2.1實驗結(jié)果：雙氧水體積濃度15 mL/L，固定其他漂白工藝條件：pH值為6，時間60 min，溫度70 ℃，浴比1∶40，改變活化劑2103體積濃度對羊毛進行漂白，活化劑2103體積濃度對羊毛漂白效果的影響見表2。

表2 活化劑2103體積濃度對羊毛漂白效果的影響

由表2可以看出，活化劑2103的加入提高了漂白液中漂白成分的含量，利于羊毛漂白，但當活化劑2103體積濃度過大，活化作用太強而降低雙氧水的有效利用，使羊毛受損加劇。因此選擇活化劑2103體積濃度為2 mL/L。

2.3 pH值對漂白效果的影響

由上述實驗結(jié)果可知，雙氧水最適體積濃度為15 mL/L，活化劑2103體積濃度為2 mL/L，固定其他漂白工藝條件：時間60 min，溫度70 ℃，浴比1∶40，改變漂白液的pH值對羊毛進行漂白，pH值對羊毛漂白效果的影響見表3。由表3可知，隨著pH值的升高，雙氧水加速分解，提高了漂白效率，但當pH值過高時，雙氧水的分解速率太快反而降低了有效利用率，所以漂白羊毛白度隨pH值的升高先增后降，斷裂強度不斷降低。因此綜合考慮白度與斷裂強度，pH值選擇6為宜。

表3 pH 值對羊毛漂白效果的影響

2.4 漂白溫度對漂白效果的影響

在雙氧水體積濃度l5 mL/L，活化劑2103體積濃度2 mL/L，pH值為6，時間60 min，浴比1∶40條件下，改變漂白溫度對羊毛進行漂白，溫度對羊毛漂白效果的影響見表4。

表4 溫度對羊毛漂白效果的影響

由表4可知，溫度的升高有助于促進雙氧水的分解，提高漂白效率，但溫度過高會使雙氧水分解速率過快，只有部分作用在色素的共軛體上，其余都消耗在漂白液中，僅對纖維結(jié)構(gòu)造成破壞，使漂白羊毛白度下降，強力損傷較大。因此選擇70 ℃作為最宜漂白溫度。

2.5 漂白時間對漂白效果的影響

在雙氧水體積濃度15 mL/L，活化劑2103體積濃度為2 mL/L，pH值為6，溫度70 ℃，浴比1∶40條件下，改變漂白時間對羊毛進行漂白，漂白時間對羊毛漂白效果的影響見表5。由表5可知，隨著漂白時間的延長，漂白羊毛白度趨于穩(wěn)定，斷裂強度不斷降低。在一定時間內(nèi)漂白基本結(jié)束，繼續(xù)延長時間對增加白度沒有太大作用，反而使強力損傷加劇。所以選擇最佳漂白時間為40 min。

2.6 羊毛保護劑對漂白羊毛白度的影響

羊毛在漂白過程中容易受到氧化及還原損傷，導致二硫鍵(—S—S—)和肽鍵斷裂，使漂白羊毛易泛黃[10]。在羊毛漂白工藝中加入羊毛保護劑，可以起到保護纖維減少纖維受損的作用[11]。實驗主要采用了3種不同類型羊毛保護劑對漂白羊毛白度及其穩(wěn)定性的影響進行分析。羊毛保護劑對羊毛漂白效果的影響見表6。由表6可知，漂白羊毛過程中加入保護劑，纖維白度和斷裂強度均較未加入保護劑時有所提高。從白度方面考慮，保護劑用量2%(owf)比較合適。

表5 漂白時間對羊毛漂白效果的影響

表6 羊毛保護劑對羊毛漂白效果的影響

上述無磷漂白的最優(yōu)工藝結(jié)果為：雙氧水體積濃度15 mL/L，活化劑2103體積濃度2 mL/L，pH值為6，漂白時間40 min，漂白溫度70 ℃，浴比1∶40；該工藝條件下羊毛白度為64.545%。

3 漂白羊毛的白度穩(wěn)定性分析

對上述漂白羊毛進行白度穩(wěn)定性研究，實驗條件為1.2.2工藝，得到泛黃指數(shù)(YI)值見表7。

表7 不同泛黃處理工藝下的泛黃指數(shù)(YI)值

從表7可以看出：①酸煮中S值為0.270 0>0，漂白羊毛比未漂白羊毛的耐酸煮穩(wěn)定性好；②水煮中S值為-0.612 6<0漂白羊毛較未漂白羊毛耐水煮穩(wěn)定性好；③堿煮中S值為-0.120 8>0,漂白羊毛比未漂白羊毛的堿煮穩(wěn)定性好；④日曬中S值為0.670 9>0,漂白羊毛比未漂白羊毛的耐日曬穩(wěn)定性好。

因此，漂白羊毛的各項穩(wěn)定性都較漂白前羊毛有所提高，這與色素的脫除有直接關(guān)系，漂白羊毛更耐酸煮和耐日曬。

理論上，蛋白保護劑對漂白羊毛的白度穩(wěn)定性會有影響，接下來測試漂白過程中加入蛋白保護劑后對漂白羊毛白度穩(wěn)定性的影響，各工藝條件下羊毛的泛黃指數(shù)(YI)值見表8。由表8可知，與未加入羊毛保護劑的漂白羊毛對比，無論是酸煮、水煮、堿煮還是日曬處理，同種工藝中，加入羊毛保護劑的漂白羊毛的泛黃指數(shù)皆有所降低。泛黃敏感度S較未加入羊毛保護劑的漂白羊毛的S值變大，這是由于3種類型的羊毛保護劑都能保護羊毛中酰胺鍵，減少其斷裂后生成的氨基，一定程度上起到了防泛黃的作用，從而提高漂白羊毛的白度穩(wěn)定性。

表8 羊毛保護劑對泛黃指數(shù)(YI)值的影響

4 結(jié) 論

①實驗通過對雙氧水+活化劑2103漂白工藝效果進行分析，優(yōu)化出的最優(yōu)工藝為雙氧水體積濃度15 mL/L，活化劑2103體積濃度2 mL/L，溫度70 ℃，時間40 min，pH值6，浴比1∶40，所得漂白羊毛白度為61.084%，與傳統(tǒng)漂白工藝羊毛白度60%～61%接近；強降率為7.69%，低于傳統(tǒng)漂白工藝10%～11%。

②從漂白穩(wěn)定性研究來看，白度的穩(wěn)定性也十分理想，說明這種無磷的酸性漂白方法是可行的。漂白過程中加入羊毛保護劑，對白度和斷裂強度都有所提高，漂白羊毛的泛黃指數(shù)降低，即漂白羊毛的穩(wěn)定性提高。