李易祥现在的妻子:羊毛漂白工艺探讨

羊毛漂白工艺探讨

羊毛具有天然的淡黄色，影响羊毛的白度，所以要经过漂白加工，过氧化氢是使用最广泛的商业漂白剂，过氧化物漂白是通过在漂浴中碱性条件下催化反应的。利用氧化剂的氧化作用，将羊毛的色素破坏，使其颜色消失，漂浴中通过施加硅酸钠或其他试剂来保持稳定在过氧化物漂白中稳定剂是很重要的，硅酸钠多年来一直是过氧化物漂白中最可取的稳定剂。

天然蛋白质纤维，如羊毛和蚕丝，分别从动物毛发和动物分泌物中获得。所有的蛋白质纤维由重复单元为氨基酸的蛋白质组成，氨基酸通过肽键（-CO-NH-）彼此连接形成蛋白质聚合物。虽然某些人造纤维由氨基酸制成，但只有动物纤维是天然的蛋白质纤维。天然蛋白质纤维比天然纤维素纤维的回潮率和保暖性高，天然蛋白质纤维有良好的弹性和弹性回复，但耐碱性较差。羊毛的最终质量决定于羊毛的细度、长度、机械强度、手感、光泽、吸水性等。通常羊毛纤维长度是1.5~5.0in(38.1~127.0mm),纤维直径是14~40um，羊毛纤维的形态结构可被划分为三层：鳞片层（表皮）、皮质层、髓质层（毛髓）。表皮层控制着染料和其他化学药品在纤维上的扩散速率。

过氧化氢可作为羊毛织物漂白剂的条件：（1）双氧水漂白产品的白度和白度稳定性都较次氯酸钠漂白产品好，且纤维损伤教小；（2）在氧漂过程中，无有害气体产生，有利于环境保护；（3）过氧化氢在酸性条件下比较稳定，在pH值较低时（pH＜5），过氧化氢溶液较为稳定，当pH值接近5时，过氧化氢开始分解，并随着溶液pH值的增加，分解速率加快。在利用双氧水漂白时，应随时注意并严格控制漂白工艺条件，以防止羊毛纤维过度氧化，使手感粗糙、强力下降。通过对双氧水浓度、硅酸钠浓度、作用时间、作用温度、PH值的探讨，找出最优工艺，服务于生产。

1 实验部分

1．1 实验材料

1.1.1 织物

经烧毛、洗呢、煮呢的69S/2×56S/2 原料为100% 90S羊毛全毛半制品；

2.1.2 药品

27.5%H2O2、纯碱（常州市金源助剂厂）、硅酸钠（常州市采菱助剂厂）；

1．2 实验仪器

YG026-25型织物强力仪（常州第二纺织机械厂）、AD型常温小样机（杨佳机械制造有限公司）、电脑测色配色仪；

1．3 实验内容

1.3.1 漂白工艺

取织物2g，浴比1：50，先进行平行试验，然后再做正交试验；

参考工艺：H2O2（100%） 5g/L;

PH值（纯碱调节） 8~8.5；

漂白温度 50℃

漂白时间 50min.

1.3.2 工艺流程

配制工作液→升温至规定温度漂白（不同温度、时间）→70~80℃热水洗3min →

40~50℃热水洗3min→冷水洗→烘干（80～1100C）→测试；

1．4 测试方法

拉伸强力按GB3923-83法（YG026-25织物强力仪，常州第二纺织机械厂）测定，白度在测色配色仪上进行。

2 结果与讨论

2．1 过氧化氢浓度的影响

所采用的漂白工艺为织物2g，硅酸钠2g/L，50℃，50min，浴比1：50，少量纯碱调PH值到8~8.5，未经漂白的羊毛纤维织物的拉伸强力为396N，未经漂白的织物白度为4.14，过氧化氢含量对白度和强力的影响见表1

表1 过氧化氢不同浓度对白度和强力的影响

试样编号

1#

2#

3#

4#

5#

双氧水浓度（100%）（g/L）

0

5

10

12

15

白度值（CIE）

-26.53

19.49

29.27

31.08

32.30

强降率(%)

0.68

2.52

3.96

5.76

6.86

从表1可以看出，随着H2O2用量的提高，织物的白度增加，但提高到一定程度后，白度增加趋缓，而织物的强力却随着H2O2用量的提高有不断下降的趋势，且随着H2O2用量的提高，织物的手感发糙。这是因为，过氧化氢本身性质不稳定，易分解，从漂白角度看，其分解可分为有效分解和无效分解。过氧化氢的浓度越高，其分解生成的产物越多，漂白效果越好。但其分解产生的对纤维有损伤的组分HO2·、HO·等自由基和O2等物质若渗透到纤维的内部，在较高温度、碱性条件下，将蛋白质氧化而使其受到严重损伤，使纤维聚合度降低，强力下降。且随着过氧化氢浓度的提高，对纤维表面刻蚀的越严重，使手感粗糙。据我司测试强降率在5%以内的标准为标准,白度CIE值越大越好，综合考虑，3#样强降率在5%以内，白度较1#.2#样好,故选择过氧化氢浓度以10g/L为宜。

2．2 硅酸钠浓度的影响

采用的漂白工艺为过氧化氢10g/L，50℃，浴比1：50，时间50min,硅酸钠含量对白度和强力的影响见表2

表2 硅酸钠浓度对白度和强力的影响

试样编号

1#

2#

3#

4#

5#

硅酸钠浓度（g/L）

0

1

2

3

4

白度值（CIE）

18.50

26.58

30.22

32.48

34.19

强降率(%)

1.13

12.60

4.11

2.86

-1.06

从表2可以看出，随着硅酸钠浓度的提高，织物的白度增加，但增加到一定程度，白度趋于稳定，且手感随着浓度增加发硬，织物强力2#样骤然降低，经分析，是小样布面有疵点（有空隙），而且，随着硅酸钠浓度的增加，织物强力也随之增加，甚至比原样强力有所增加。这是因为，硅酸钠主要是螯合铁、锰等重金属离子的，使其失去了对双氧水分解的催化作用。硅酸钠的浓度越高，稳定作用也越来越大，但当浓度增加到一定程度后，稳定作用就没有明显变化了，相反还使织物的手感发硬。强力增加可能是由于处理后羊毛鳞片层受到一定破坏，同时羊毛主干结构完好，纤维强力影响不大，但由于纤维表面刻蚀后变得粗糙，纤维间接触面积增大，纤维间抱合力增加，导致织物强力有所增加。故虽然4#样强力和白度均高于3#样，但实质其4#样纤维已受到损伤，据我司测试强降率在5%以内的标准为标准,白度CIE值越大越好，因此，综合最终结果考虑，硅酸钠浓度以2g/L为宜。

2．3 过氧化氢漂白时间的影响

采用的漂白工艺为过氧化氢10g/L，50℃，浴比1：50，硅酸钠2g/L,漂白时间对白度和强力的影响见表3

表3 漂白时间对白度和强力的影响

试样编号

1#

2#

3#

4#

5#

漂白时间（min）

30

45

60

75

90

白度值（CIE）

25.97

28.18

30.75

31.05

32.95

强降率(%)

1.52

3.02

4.04

5.13

7.68

从表3可以看出，随着漂白时间的延长，织物的白度提高，对织物强力的损伤也在增大，手感下降， 在漂白过程中，织物强力下降的主要原因可能是由于氧化剂H2O2对蛋白质纤维的氧化作用。过氧化氢漂白本身就是在碱性条件下进行的，羊毛相对耐酸不耐碱，且在较高温度条件下过氧化氢能产生大量的氧气这可以从漂白时漂液的泡沫的多少判断，这就导致了过氧化氢漂白是时间越长，纤维强力下降就越多。据我司测试强降率在5%以内的标准为标准,白度CIE值越大越好，综合考虑，3#样的强降率在5%以内，白度也较1#.2#样好，故选择漂白时间在60min左右。

2．4 过氧化氢漂白温度的影响

采用的漂白工艺为过氧化氢10g/L，60min，浴比1：50，硅酸钠2g/L,漂白温度对白度和强力的影响见表4

表4漂白温度对白度和强力的影响

试样编号

1#

2#

3#

4#

漂白温度（℃）

常温

50

70

90

白度值（CIE）

16.36

29.86

30.28

11.96

强降率(%)

2.53

3.96

5.76

纤维部分溶解

从表4可以看出，过氧化氢漂白时，随着温度的提高，白度先升后降，而强力呈下降的趋势，特别在90℃高温时，纤维已有溶解现象。这是因为室温下双氧水的分解比较缓慢，提高漂白温度，双氧水的分解速率提高，纤维的白度随之提高，另外，在高温碱性条件下，蛋白质纤维容易发生水解。据我司测试强降率在5%以内的标准为标准,白度CIE值越大越好，综合因素考虑，2#样强降率在5%以内，白度也较1#样好，故选择漂白温度在50℃左右。

2．5 过氧化氢漂白PH值的影响

采用的漂白工艺为过氧化氢10g/L，50℃，浴比1：50，硅酸钠2g/L,漂白时间对白度和强力的影响见表5

表5漂白PH值对白度和强力的影响

试样编号

1#

2#

3#

4#

漂白PH值

不加

9

10

11

白度值（CIE）

30.58

30.36

32.97

30.71

强降率(%)

4.10

5.10

11.62

18.03

从表5可以看出，随着PH值的升高，织物的白度增加，强力下降，PH值在10时达到最佳水平，继续提高PH值，织物的白度反而有所下降，强力下降的速率更快。在PH值11时，小样的边上有很明显的溶解现象。从漂白机理知，碱是双氧水漂白的活化剂。漂液的PH值升高，双氧水产生有效分解，生成具有漂白作用的氢过氧负离子（HO2-）的浓度提高，因此漂白效果增大。但碱的浓度过高，反会引起无效分解，生成O2和氢过氧游离基HO2·，另外，碱浓度越高对蛋白质纤维的损伤也就越大，两者都会使纤维受损，强力下降。据我司测试强降率在5%以内的标准为标准,白度CIE值越大越好，综合因素考虑，惟有1#样强降率在5%以内，白度也较好，漂液PH值控制在8~8.5左右。

综上所述，水平实验所得出的较优工艺为H2O2（100）10g/L，硅酸钠2g/L，温度50℃，时间60min，PH值=8~8.5。

2．6 正交实验

通过以上对双氧水漂白织物各因素分析，进一步对羊毛织物进行正交实验，以白度和强力作为评价指标，来确定双氧水羊毛织物的工艺，结果如表6

表6 正交实验数据及结果

试验编号

双氧水浓（100%）

（g/L）

时间（min)

温度(℃)

强力(N)

白度（CIE）

1

8

60

50

390.0

27.20

2

8

65

55

388.0

27.28

3

8

70

60

373.7

28.36

4

9

60

55

378.8

27.59

5

9

65

60

372.7

28.86

6

9

70

50

380.5

27.99

7

10

60

60

370.3

29.75

8

10

65

50

386.0

28.43

9

10

70

55

389.3

29.55

强力（N）

K1

1151.7

1139.1

1156.5

K2

1131.5

1146.7

1156.1

K3

1145.6

1143.5

1116.7

K1

383.9

379.7

385.5

K2

377.2

382.2

385.4

K3

381.9

381.2

372.2

R

6.7

2.5

13.3

白度（CIE）

K1

82.84

84.54

83.62

K2

84.44

84.57

84.42

K3

87.73

85.90

86.97

K1

27.6

28.2

27.9

K2

28.1

28.2

28.1

K3

29.2

28.6

29.0

R

1.6

0.4

1.1

注：该正交实验在60℃时，强力损伤率均超过5%。

由表6可知，从强力指标来看双氧水漂白羊毛织物的影响主次因素为温度>双氧水浓度>时间，而从白度指标看影响工艺的主次因素是双氧水浓度>温度>时间，从中可以看出，时间是影响织物强力和白度最小的因素，时间越长白度越好，故取时间70min，在温度超过60℃时，强力损伤率超过5%，而在55℃时，强力在控制范围之内，白度也较好，故取温度为55℃，从白度指标来看，双氧水浓度是影响工艺最重要的因素，在温度较低，强力也能得到很好的控制，综合判断，羊毛织物双氧水漂白的工艺为：双氧水10g/L，硅酸钠2g/L，温度55℃，时间70min。

2．6 .1 验证正交实验

根据正交实验所得结果，双氧水10g/L，硅酸钠2g/L，温度55℃，时间70min，确定该工艺是否为本实验的最佳工艺。结果如表7

表7 正交实验的验证实验数据及结果

试样编号

白度

平均值

强力（N）

平均值

1

29.86

29.76

30.12

29.91

386.3

391.0

387.6

388.3

2

29.76

30.23

29.89

29.96

370.2

379.7

380.2

376.7

3

29.16

30.56

30.72

30.15

380.4

379.9

380.0

380.1