羊毛织物的防缩整理研究

羊毛织物的防缩整理研究

王坤;何冬

【摘要】采用过氧化氢—壳聚糖法对羊毛织物进行防缩处理,对实验过程中的温度、反应时间、pH值和浓度进行正交实验,选出最佳实验方案以及各实验参数对羊毛织物的毡缩的影响.实验结果表明:合理的过氧化氢预处理可以降低羊毛织物的毡缩率,且碱性条件下效果最为明显;壳聚糖处理过后的羊毛织物的防缩性能良好,其中壳聚

糖的浓度对毡缩率影响最大.

【期刊名称】《成都纺织高等专科学校学报》

【年(卷),期】2017(034)004

【总页数】6页(P41-46)

【关键词】防缩整理;过氧化氢;壳聚糖;羊毛织物

【作者】王坤;何冬

【作者单位】湖南工程学院纺织服装学院,湖南湘潭411100;东华大学纺织学院,上

海201620;湖南工程学院纺织服装学院,湖南湘潭411100

【正文语种】中文

【中图分类】TS195

羊毛作为一种得到广泛应用的天然纤维，它具有其它纤维不可比拟的优点，如表面光泽柔和、具有良好的弹性、保温性能强、耐磨、防污和吸湿性好等[1-2]。同时，羊毛的来源广泛，羊毛织物价格适中，深受广大消费者的喜爱。但羊毛织物的毡缩性，使得羊毛织物在用水进行洗涤时容易毡缩，洗涤后织物会缩水、变厚，手感粗

糙，这对羊毛织物的风格及外形造成了很大的影响[3]。一件没有经过防缩处理的

羊毛织物，在经过一段时间的洗涤后，其缩水率高达30%～50%，这与国际羊毛

局所制定的面积毡缩率不超过10%相差甚远，反观一些合成纤维制品所具有的洗

涤时不收缩、干得快、不易产生褶皱等“洗可穿”性能[4]，这在一定程度上限制

了羊毛织物在服装行业的发展，同时也使得消费者在使用羊毛织物时非常不方便，只能在干洗店进行洗涤，增加了在经济方面和日常使用时的负担[5]，为了使羊毛

织物能直接用家用洗衣机进行洗涤，并且还能达到国际标准，对羊毛织物进行防缩整理是势在必行的。

羊毛织物的防缩整理方法主要有以下几种：氯化法、氧化法、树脂法、蛋白酶法、壳聚糖法以及低温等离子法、臭氧法、超声波法等。目前，国内外应用的最广泛的防缩方法是氯化法：用氯及其衍生物对羊毛织物进行处理，它在一定程度上破坏了羊毛纤维的鳞片层，并在羊毛纤维表面形成了一层均匀的薄膜[6]，减少羊毛纤维

的定向摩擦效果，达到防缩的目的，同时这种方法具有成本低，防缩效果好的特点，但这种方法对鳞片层的去处程度很难把握，并且在生产过程中会产生大量的AOX，有研究表明，羊毛纤维Chloride-Hercosett防缩整理[7]过程的污水中，AOX的

质量浓度高达39mg/L，这无疑会对环境造成很大的污染，在提倡低碳经济、保护环境的今天，氯化法面临着愈来愈大的环保压力。

过氧化氢-壳聚糖防缩整理法是近年来一种新兴的羊毛织物防缩整理法，其先采用

过氧化氢对羊毛织物进行氧化处理，破坏羊毛纤维的鳞片层，然后用壳聚糖溶液对织物进行防缩整理，将壳聚糖吸附于羊毛纤维表面，形成一层薄膜，达到类似树脂法的结果，这种方法将羊毛织物防缩整理中的“减法”与“加法”相结合，使羊毛织物的毡缩率大大降低[8]。今后很长一段时间，开发零污染的防缩整理剂将是整

个防缩整理界的核心，对应国内外的情况，无氯整理剂又将是其中的重点。总之，防缩整理工艺中的零污染将成为羊毛织物防缩整理的重要发展方向。由此可见，壳

聚糖无疑是一种极具发展前景的整理剂。壳聚糖是一种纯天然的高分子化合物，对各种蛋白质纤维有着自然的亲和力，将其用于羊毛织物防缩整理时，即可保留其作为天然高分子化合物的优点，又可保证整理工艺和整理剂的零污染，虽然处理后织物的持久性有所降低，但我国壳聚糖资源丰富，适合大批量的工厂生产，是合成树脂的理想替代品[9]。因此采用壳聚糖作为防缩整理中的整理剂值得深入探讨。1.1 主要原料

70%羊毛机织物：青海德瑞纺织品进出口有限公司，织物组织为平纹，经密：66根/10cm；纬密：62根/10cm，试样为10cm×10cm；

壳聚糖：郑州亿中化工原料有限公司，脱乙酰度为80%，分析纯；

30%过氧化氢：廊坊亚太龙兴化工有限公司，分析纯；

醋酸：镇江金运来化工有限公司，分析纯；

硅酸钠：永清县聚利得化工有限公司，分析纯；

无水亚硫酸氢钠：天津振泰化工有限公司，分析纯。

1.2 实验仪器和设备

HHS-86型电恒温水浴锅：金坛市新航仪器厂；

YG747型通风式快速八篮烘箱：宁波纺织仪器厂；

滤纸、pH试纸、烧杯、玻璃棒、电子天平、量筒等。

1.3 实验方案

预处理：过氧化氢处理→水洗→酸处理→水洗→烘干；

壳聚糖溶液配制：室温下将壳聚糖溶于1%的醋酸溶液中→用玻璃棒搅拌使其均匀溶解→静置12h→过滤→得到不同浓度的壳聚糖溶液。

防缩整理：按壳聚糖防缩整理工艺进行处理→水洗→烘干。

氢氧化钠预处理实验方案：

预处理温度(℃)：40、60、80；

预处理pH值：5、7、9

预处理时间(min)：40、60、80

预处理溶液浓度(mL/L)：11、12、14

壳聚糖对羊毛织物进行防缩处理的实验方案：

壳聚糖溶液温度(℃)：40、50、60、70；

壳聚糖溶液pH值：3、4、5、6；

壳聚糖处理时间(min)：40、60、80、100

壳聚糖溶液浓度(mL/L)：0.3、0.6、0.9、1.2

2.1 氢氧化钠预处理对织物毡缩率缩的影响

2.1.1 pH值对织物毡缩率的影响

由图1可知，在过氧化氢预处理工艺中，溶液的pH值对织物的毡缩率影响很大，当溶液的pH值从5变到7时，织物的毡缩率有小幅的下降；当pH值由7变到9时，织物毡缩率的下降趋势变大。这是因为当溶液的pH值变为9后，溶液呈弱碱性，能够中和过氧化氢电离出的H+，加速了过氧化氢的电离，会使溶液中HO2-的量有一定增加，增强了过氧化氢的氧化能力。有研究证明[9]羊毛纤维在碱性条件下被过氧化氢氧化后，对壳聚糖的吸附性会更好，同时羊毛纤维的亲水性也会有一定的提高，考虑到碱性过强时会对羊毛织物物理性能有一定的损伤，所以过氧化氢预处理工艺的最佳pH值应为9。

2.1.2 过氧化氢浓度对织物毡缩率的影响

由图2可知，从上面的折线图可看出，过氧化氢浓度对织物的毡缩率影响不大，当浓度从10提高到12时，织物毡缩率有所下降，但如果继续升高浓度，织物的毡缩率又会呈上升的趋势，这是因为随着过氧化氢浓度增加，其分子数也就相应增加。过氧化氢在水中的电离方程式为H2O2→H++HO2-，溶液中的HO2-离子增加，其氧化能力也就得到了加强，可氧化更多的含硫氨基酸，也就使得羊毛纤维鳞