波特絲纖維針織面料漂白工藝研究

高雙鳳，劉燦燦

（西安工程大學(xué) 紡織與材料學(xué)院，西安710048）

波特絲纖維針織面料漂白工藝研究

高雙鳳，劉燦燦

（西安工程大學(xué) 紡織與材料學(xué)院，西安710048）

以波特絲纖維針織面料為樣品，對(duì)其漂白工藝進(jìn)行了研究.本試驗(yàn)選用H2O2作氧化劑，通過單因素實(shí)驗(yàn)法，討論了各個(gè)因素對(duì)織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率的影響規(guī)律.試驗(yàn)得出各個(gè)單因素的較優(yōu)范圍是：H2O2用量15～25ml／L（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%），NaSiO3用量8～10g／L，pH值8～10，漂白時(shí)間不超過80min，漂白溫度60～80℃，尿素用量8～10g／L.

波特絲纖維織物；漂白；工藝

波特絲纖維又稱蛹蛋白粘膠長絲或蛹蛋白絲，是再生蛋白質(zhì)纖維的一種，它由70%的粘膠和30%的蛹蛋白混紡而成，是一種融蠶絲和粘膠長絲的優(yōu)點(diǎn)于一身的新型纖維.波特絲纖維富含18種氨基酸，具有止癢、促進(jìn)皮膚新陳代謝、抗紫外線等功能，在染色性、懸垂性、抗皺性和回彈性等方面優(yōu)于蠶絲，其織物具有蠶絲一樣的手感和風(fēng)格［1］.但由于該纖維長絲本身呈現(xiàn)金黃色，直接影響波特絲產(chǎn)品的染色鮮艷度，從而限制了波特絲產(chǎn)品的品種多樣性.為了拓展波特絲纖維的應(yīng)用范圍，本文選用13.3tex的波特絲纖維織物進(jìn)行漂白研究.

1 試驗(yàn)材料及儀器

1.1 試驗(yàn)材料及測試指標(biāo)

（1）試驗(yàn)材料：

①試驗(yàn)織物：羅紋半空氣層針織物.

②試驗(yàn)藥品：碳酸鈉、硅酸鈉（NaSiO3）、尿素、過氧化氫（H2O2）或過氧化尿素、精煉劑、滲透劑及少量真絲保護(hù)劑.

③試驗(yàn)設(shè)備：YG（B）026D型電子織物強(qiáng)力機(jī)、DSBD－1型數(shù)字白度儀、單排雙孔電子恒溫水浴鍋、電子天平.

（2）測試指標(biāo)：頂破強(qiáng)力、白度、蛹蛋白失重率.

1.2 漂白劑的確定

在250mL的燒杯中加入100mL的濃度為30%的過氧化氫，加入少量的穩(wěn)定劑后，在磁力攪拌器中攪拌10min，然后緩慢加入37.5g尿素，在20℃左右反應(yīng)40min，加入適量的表面活性劑，繼續(xù)攪拌10min，將燒杯放入5℃冰箱中靜置24h，用SHB－B95型循環(huán)水式多用真空泵進(jìn)行抽濾，室溫下自然干燥即得到過氧化尿素成品，為白色晶體狀［2］.尿素與過氧化氫發(fā)生加成反應(yīng)生成過氧化尿素的方程式為：

選擇過氧化尿素5、7.5、10、12.5、15g／L，H2O225mL／L，NaSiO310g／L，NaCO31.5g／L，精煉劑和滲透劑各2g／L，pH 值為9，時(shí)間為60min，溫度為80℃，浴比為1∶20，加少量真絲保護(hù)劑.進(jìn)行6組測試，其白度、強(qiáng)力及失重率如表1和表2所示.

表1 過氧化尿素的用量與織物漂白后的白度、頂破強(qiáng)力及失重率的關(guān)系

表2 H2O2漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率

由表1和表2可以看出，隨著過氧化尿素含量的增加，織物的白度不斷增加，在過氧化氫含量為12.5g／L時(shí)，織物的白度達(dá)到最大值，而織物的頂破強(qiáng)力變化不大，損失率也很小.與經(jīng)過25mL／L過氧化氫漂白的織物相比，過氧化尿素漂白的織物的白度值和頂破強(qiáng)力都比較大，而失重率則比較小.但是由于過氧化尿素的制成率較低，成本很高，并且受試驗(yàn)室條件的影響，無法確定過氧化尿素中過氧化氫的含量.故本次試驗(yàn)采用過氧化氫進(jìn)行漂白測試，并加入一定量的尿素來改進(jìn)漂白方案.在試驗(yàn)過程中，對(duì)尿素的用量進(jìn)行了測試，以此確定其最佳值.

2 過氧化氫漂白工藝分析與確定

2.1 H2O2用量的確定

本試驗(yàn)采用單因素分析法得出H2O2的最佳用量范圍.其中，H2O2用量為5～30mL／L，NaCO3為1.5g／L，NaSiO3為 10g／L，精 煉 劑、滲 透 劑 均 為2g／L，尿素為10g／L，pH 值為10，時(shí)間為60min，溫度為80℃，浴比為1∶20，加少量真絲保護(hù)劑.漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率如表3所示.

表3 H2O2的用量與漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率的關(guān)系

由表3可以看出，隨著過氧化氫濃度的增加，織物的白度明顯變大，當(dāng)過氧化氫濃度達(dá)到25mL／L以后，隨著其濃度的增加，織物的白度開始下降，這是由于過氧化氫本身性質(zhì)不穩(wěn)定易分解造成的；織物的頂破強(qiáng)力隨著過氧化氫濃度的增加而一直減小，說明過氧化氫對(duì)其有破壞作用；織物的失重率隨著過氧化氫濃度的增加而不斷增大，說明織物的蛋白質(zhì)損失在不斷增加.綜合考慮織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率等因素，選擇過氧化氫濃度15～25mL／L為宜.

2.2 NaSiO3用量的確定

本試驗(yàn)通過對(duì)NaSiO3用量進(jìn)行單因素分析，確定漂白時(shí)NaSiO3的最佳用量范圍.其中，NaSiO3用量為4、6、8、10、12、14g／L，NaCO3為1.5g／L，H2O2為25mL／L，精煉劑、滲透劑均為 2g／L，尿素為10g／L，pH值為10，時(shí)間為60min，溫度為70℃，浴比為1∶20，加少量真絲保護(hù)劑.漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率如表4所示.

表4 NaSiO3的用量與漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率的關(guān)系

由表4可以看出，隨著NaSiO3用量的增加，織物的白度變化不明顯，但織物的頂破強(qiáng)力一直下降，對(duì)纖維的損傷程度增大；織物的失重率隨著過氧化氫濃度的升高而不斷增大，說明織物的蛋白質(zhì)損失在不斷增加，主要原因是隨NaSiO3用量的增加，它對(duì)漂液的穩(wěn)定作用也在增強(qiáng)；當(dāng)NaSiO3用量增加的同時(shí)，溶液的pH值也相應(yīng)增大，對(duì)纖維的損傷也就增大，故而織物的頂破強(qiáng)力減小，失重率增大.綜合考慮織物的白度、強(qiáng)力及失重率等因素，選擇NaSiO3用量8～10g／L為宜.

2.3 pH值的確定

采用單因素分析法確定漂白時(shí)pH值的最佳應(yīng)用范圍.其中，pH 值為7～12，NaSiO3為8g／L，NaCO3為1.5g／L，H2O2為25mL／L，精煉劑、滲透劑均為2g／L，尿素為10g／L，時(shí)間為60min，溫度為70℃，浴比為1∶20，加少量真絲保護(hù)劑.漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率如表5所示.

表5 pH值與漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率的關(guān)系

由表5可知，隨著pH值的增大，織物的白度也在提高，但在pH值超過10之后，織物手感變硬，失去蠶絲光澤，織物頂破強(qiáng)力明顯下降；失重率隨pH值的增大而不斷增大.綜合考慮織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率等因素，選擇pH值8～10為宜.

2.4 漂白時(shí)間的確定

采用單因素分析法確定漂白時(shí)間的最佳范圍.其中，漂白時(shí)間為40～90min，NaSiO3為 10g／L，NaCO3為1.5g／L，H2O2為25mL／L，精煉劑、滲透劑均為2g／L，尿素為10g／L，pH值為9，溫度為70℃，浴比為1∶20，加少量真絲保護(hù)劑.漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率如表6所示.

由表6可知，織物的白度隨漂白時(shí)間的增加而提高，當(dāng)達(dá)到一定時(shí)間后，白度的提高變得不明顯.這是因?yàn)殡S著漂白時(shí)間的延長，漂白液中的有效漂白成分會(huì)更加徹底地與纖維中的色素及雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，但達(dá)到類似飽和的程度后，即使再延長漂白時(shí)間，也不會(huì)明顯地提高漂白效果，只能增加能耗.而織物的損傷程度隨著時(shí)間的延長變化較大，頂破強(qiáng)力明顯下降，失重率增大［3］.綜合考慮漂白效果、生產(chǎn)成本和織物的失重率等因素，漂白時(shí)間不宜超過80min.

表6 漂白時(shí)間與漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率的關(guān)系

2.5 漂白溫度的確定

本試驗(yàn)通過單因素分析法確定漂白溫度的最佳范圍.其中，溫度為40～90 ℃，NaSiO3為10g／L，NaCO3為1.5g／L，H2O2為25mL／L，精煉劑、滲透劑均為2g／L，尿素為 10g／L，pH 值為 10，時(shí)間為60min，浴比為1∶20，加少量真絲保護(hù)劑.漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率如表7所示.

表7 漂白溫度與漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率的關(guān)系

由表7可知，溫度對(duì)漂白效果的影響很大，在其他條件相同的情況下，隨著漂白溫度的升高，織物漂白效果顯著提高.這是因?yàn)楫?dāng)溫度升高時(shí)，過氧化氫分解較快，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生較多的自由基團(tuán)，而且波特絲纖維的膨化使得這些自由基團(tuán)有更多的機(jī)會(huì)擴(kuò)散并滲透到波特絲纖維中，從而提高織物的白度；這些自由基團(tuán)在攻擊色素體系的同時(shí)，對(duì)纖維中較穩(wěn)定的化學(xué)鍵也產(chǎn)生破壞作用，使得織物的頂破強(qiáng)力下降、失重率增大，溫度越高，這種破壞作用越強(qiáng).綜合考慮漂白效果、頂破強(qiáng)力和失重率等因素，漂白溫度的最佳范圍是60～80℃.

2.6 尿素用量的確定

通過單因素分析法確定漂白時(shí)尿素的最佳用量.其中，尿素為4～14g／L，NaSiO3為10g／L，NaCO3為1.5g／L，H2O2為25mL／L，精煉劑、滲透劑均為2g／L，pH值為10，時(shí)間為60min，溫度為70℃，浴比為1∶20，加少量真絲保護(hù)劑.漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率如表8所示.

表8 尿素用量與漂白后織物的白度、頂破強(qiáng)力及失重率的關(guān)系

尿素作為一種活化劑，其作用機(jī)理可以理解為：抑制波特絲纖維分子中氨基酸在堿性條件下的水解，使漂白可以在較大的pH值下進(jìn)行，從而加快過氧化氫的反應(yīng)速度、縮短漂白時(shí)間.由表8可知，織物的白度隨著尿素用量的增加而提高，但尿素濃度超過10mL／L后，織物白度提高并不明顯.這是由于尿素的活化作用過大，致使過氧化氫分解過快，導(dǎo)致能有效漂白織物的過氧化氫含量反而減?。欢S著尿素濃度的增加，織物頂破強(qiáng)力下降、失重率增加都很快.綜合考慮漂白效果、生產(chǎn)成本和織物的失重率等因素，選擇尿素用量8～10g／L為宜.

3 結(jié) 語

波特絲纖維的漂白比較難，一般可以用過氧化氫漂白.過氧化氫的濃度高低應(yīng)根據(jù)所需白度要求而定，在過氧化氫濃度為20～25mL／L時(shí)，可得到較好的白度（NaSiO3的濃度為8～10g／L）.如果可能，應(yīng)采用過氧化尿素漂白，則白度更好，損傷也小.本試驗(yàn)采用在過氧化氫中加入適量尿素的方法來改進(jìn)漂白方案.總之，漂白宜用過氧化物作漂白劑，漂白溫度宜低，pH值以接近中性至弱堿性為好，漂白時(shí)間也不宜太長，白度要求高的可以進(jìn)行復(fù)漂，白度要求更高的則用熒光增白劑進(jìn)行增白整理.

［1］ 郭蓮雙.新型纖維的特點(diǎn)及用途［J］.知識(shí)窗，2005（1）：46.

［2］ 陳瑛，宋心遠(yuǎn).蠶蛹蛋白纖維過氧化尿素漂白研究［J］.絲綢，2005（4）：33－35.

［3］ 周立群，孟家光.蠶蛹蛋白粘膠長絲針織物的漂白工藝研究［J］.絲綢，2011，48（5）：10－12.

Research of Knitted Fabric Bleach Process of Potter Silk Fiber

GAO Shuang－feng，LIU Can－can
（Xi’an Polytechnic University，Xi’an 710048，China）

Potter silk fiber also is called pupal protein－viscose filament，it is a new fiber that contains the silk and viscose filament’s advantages.But because of itself own golden，the diversity of fabric colour and luster is limited.In order to broaden the potter silk fiber fabric breed diversity，first need to make fabric white degree achieve a certain range.This experiment chooses the hydrogen peroxide as oxidant，and the single factor experiment method is used to discuss the influence of various factors on whiteness，the bursting strength and weightlessness rate，as base for further bleaching research.This object，the optimal range of each single factor is that hydrogen peroxide volume range 15to 25ml／L （weight percent 30%），sodium silicate range 8to 10g／L，pH value range 8to 10，bleaching time no more than 80min，bleaching temperature range 60to 80 min，urea density range 8to 10g／L.

Potter silk fiber fabric；bleaching；process

TS190.65

A

10.3969／j.issn.1671－6906.2012.02.011

1671－6906（2012）02－0049－05

2012－03－03

高雙鳳（1988－），女，內(nèi)蒙古呼倫貝爾人，碩士生.