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大豆蛋白纤维与棉针织物的氧漂处理

来源:印染在线 发布时间:2009年09月15日

大豆纤维是由豆粕中提取的球状蛋白和聚乙烯醇结合经过湿法纺丝工艺而成的超天然蛋白纤维。在电子显微镜下可以观察到它的纵向表面为梭子形条纹,长度约是3-4微米。宽及深度约为0.1微米。它具有明显的皮芯结构,皮层结构紧密且厚韧。(见附录A、B)芯层由于在凝固浴脱溶剂时形成许多种极性基团,如羟基、氨基等亲水性较好。纤维制品呈米黄色质地柔软,表面光泽,一些物理性质明显好于其他蛋白质纤维。但是它的加工相对困难尤其是染浅色和鲜亮的颜色时坯布前处理工艺达不到要求的白度,纤维带很重的米黄色。为此本论文着重于纤维前处理漂白工艺的探索,分别采用了氧漂方法通过对纤维白度和强力的比较选择较好的工艺,设计正交实验筛选最佳工艺来满足加工要求。

1 实验材料和方法

1.1 实验材料

试样:大豆蛋白纤维针织物(与棉混纺)。

药品:双氧水、碳酸钠、硅酸钠。

1.2 主要设备

DSBD-1数字白度仪、HH-8恒温水浴锅、顶破强力实验机。

1.3 实验工艺

1.3.1 双氧水浓度单因素

表1 双氧水浓度对漂白效果的影响

双氧水30%g/L

15

18

21

33

42

白度指数DSBD-1

47.8

54.6

58.9

62.8

57.6

强力/N

501

498

425

512

445

毛效cm/2min

大于5

尿素5g/L、硅酸钠5g/L、JFC2g/L、90min、90-100℃

由表1可以直观的看到纤维白度随着双氧水浓度的增加而增加,但是当双氧水用量超过30g/L左右时白度略有下降,强度在40g/L时下降较大,由于双氧水浓度高氧化作用强对纤维损伤严重,大豆蛋白质流失也比较多。

1.3.2 稳定剂单因素

表2 稳定剂对漂白效果的影响

尿素g/L

3

5

7

9

14

白度指数DSBD-1

51.6

60.3

57.8

52.6

50.4

强力/N

425

444

412

425

309

毛效cm/2min

大于5

双氧水27g/L硅酸钠5g/L、J

FC2g/L、碳酸钠调ph8-9、90min、90-100度

尿素又名碳酰二胺,分子式为CO(NH2)2 在碱性条件下加热生成二氧化碳和氨。对双氧水的稳定效果较好,且对纤维有膨胀的作用,由图表显示用量在5-7范围较好。随着用量的增,加纤维白度和强力都有所降低。

1.3.3 温度单因素

表3 温度对漂白效果的影响

温度/℃

30

40

60

70

90

白度指数DSBD-1

37.1

40.8

46.8

53.8

63.5

强力/N

500

438

468

477

451

毛效cm/2min

大于5

双氧水27g/L、尿素5g/L、硅酸钠5g/L、JFC2g/L、90min、1:50浴比。

本实验着重于纤维白度在保证一定强力的条件下我们选择单因素中较好的,双氧水水解在氧漂单因素实验有:双氧水浓度、稳定剂用量、保温温度;双氧水在一定条件下释放活化氧离子作用于织物纤维达到去处色

素的作用,因此双氧水的用量及其稳定性和持久性是漂白效果好坏的关键。双氧水在酸性条件下很稳定,漂白液的PH对双氧水的分解影响较大,有资料表明在PH<9时双氧水分解较少,比较稳定。在强碱条件下分解率较高不稳定,特别在PH>10时更为明显,综合考虑纤维白度和强力,PH值应控制在8-9之间漂白效果最好用碳酸钠调节;

从表3可见温度是影响漂白效果的主要因素在实验中其白度指数变化较大,强力和毛效均能达到标准因此温度的选择范围在60-100℃;选择尿素做氧漂液的稳定剂效果较好,

1.3.4 复漂正交实验和结果分析

由上述单因素的分析和工艺的选择,现对于大豆蛋白纤维氧漂白工艺条件进行L9(34)正交实验

表4 复漂工艺正交实验和结果

序号

A

B

C

指标

双氧水浓度g/L

尿素g/L

温度℃

白度指数

强力/N

毛效cm/2min

1

24

4

90-100

70.0

398

大于5

2

24

5

80

-70

62.4

428

3

24

7

60

49.1

410

4

27

4

80-70

64.3

501

5

27

5

60

49.6

432

6

27

7

90-100

69.5

401

7

30

4

60

51.3

425

8

30

5

90-100

70.3

480

9

30

7

80-70

67.5

404

表5 复漂工艺正交实验结果分析

白度指数

强力

毛效cm/2min

A

B

C

A

B

C

各因素影响对毛效的影响不大且都在合格范围内故不于详细讨论

K1

132.4

185.6

150

1236

1324

1267

K2

183.4

182.3

194.2

1334

1340

1333

K3

189.1

186.1

209.8

13.9

1215

1279

K1’

44.1

61.9

50

412

441.3

422.3

K2’

61.1

60.8

64.7

444.7

446.7

444.3

K3’

63

62

69.9

436.3

405

426.3

R’

18.9

1.2

19.9

8.4

41.7

22

由表5可以看出:影响白度指标的因素主次顺序是C>A>B。优选方案应为A3B3C3;影响纤维强力的因素主次顺序应为B>C>A。优选方案应为A2B2C2。

在优选方案中可以看出:影响纤维白度指数的主要因素是C,所以在选择C2、C3时充分考虑白度因素我们选择C3即保温温度为90-100℃;在选择A3、A2时,我们选择A3即双氧水的用量为30g/L,B为影响白度的次要因素但同时是影响纤维强力的主要因素,因此在考虑得到良好的白度的同时我们选择B2即尿素的用量为5g/L。

由实验结果分析最终的优化工艺处方及条件为:

双氧水30% 30g/L

尿素 5g/L

硅酸钠 5g/L

J F C 2g/L

去油剂 2g/L

坯布准备→热水洗5min→投入药液→升温2℃/min至90-100℃→保温90min→充分热水洗→充分冷水→自然凉干。


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