羊毛拉伸细化所用的拆键剂,是指能适度地拆开羊毛中氢键、范德华引力键、盐式键、疏水键及二硫键为主的共价键等,以有利于羊毛在充分塑化的条件下拉伸细化的助剂。性能优良的拆键剂应具备羊毛拉伸时负荷小、损伤小、细化效率高、成本适中及拉伸后白度好等性能。文中对酸、碱、氧化剂、还原剂及其它试剂应用于羊毛拉伸的可能性进行了讨论。
1 酸拆键剂
对硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸、酒石酸、柠檬酸、卤代酸、甲酸、磷酸、硫氰酸、硅酸和高卤酸进行筛选,结果如下:
⑴用酸拆键拉伸时,pH值的控制是关键。在室温下,当拆键液pH值达到2.0时,虽然羊毛多肽链并未开裂,但胱氨酸二硫键的裂解,已引起羊毛永久性弱化,所以酸性不宜过大。
当拆键液pH值≥3时,在没有高效渗透剂的情况下,羊毛条拉伸率到65%时发生断裂。添加了高效渗透剂之后,羊毛条拉伸率可达到85%,细化率达到10%~12%。与碱性拉伸细化毛相比,白度、光亮度特别好,损伤特别小,但细化率不够高。
⑵在众多的酸中,作为21世纪环保酸的甲酸特别适用。而羟基醇酸如柠檬酸、乳酸、酒石酸等,因有拆键反挚的效果,细化率特别低,不适用。
2 碱拆键剂
理论上,纯碱、烧碱、小苏打、氨水和醇胺等都可作为羊毛拉伸时的拆键剂。当拆键液中不加高效渗透剂时,pH值控制在9,羊毛条拉伸率达到70%时就断裂。当添加了高效渗透剂后,碱性拆键液pH值控制在10.0,毛条拉伸率可达110%,细化率可达18%~20%。
但当pH值≥11.0时,即使有高效渗透剂存在,毛条拉伸率也只能达85%,细化率仅15%,而且拉伸毛发脆。
因此,碱性拆键液pH值不能大于10.5。这是由于强碱作用于羊毛胱氨酸二硫键,产生双分子消除反应,生成了脱氧苯基丙酸残基和半胱氨残基及硫,使二硫键产生不可逆断裂,造成毛纤维损伤,这对拉伸羊毛是不可取的。其反应式如下[1]:
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另外,碱还与羊毛丝氨酸、赖氨酸残基中的氨基,以及天冬氨酸、精氨酸等多种氨基酸的侧链反应,致使拉伸羊毛损伤过大。
3 氧化拆键剂
过氧化氢、过氧酸、过二硫酸、过一硫酸、过硼酸盐、高锰酸钾等用于拆键,不论有否高效渗透剂,都因对羊毛纤维损伤过大而不可行[2],具体分析如下:
3.1 过氧化氢
用2.5%过氧化氢,在pH值1.0~5.0、60℃时拉伸率至60%即断裂。因为此时拆开胱氨酸的速度比半胱氨酸的氧化速度慢,而半胱氨酸的氧化使二硫键产生不可逆断裂,羊毛损伤太大。
3.2 有机过氧酸
用1.5%过醋酸,60℃时拉伸率至65%,羊毛条即断裂。原因是过氧酸不仅作用到胱氨酸上,也对色氨酸、蛋氨酸发生了攻击,同时还会使半胱氨酸巯基转化为单氧化或双氧化状态,产生不可逆损伤。
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