摘 要:将废弃丝素溶解制备成蛋白助剂,应用于棉织物双氧水漂白工艺中。探讨了丝素蛋白及其与硅酸钠复配对双氧水漂白织物白度、毛效、分解率和强度的影响。结果表明,丝素蛋白可以有效地提高双氧水在较低温度和较低碱性条件下的漂白效果,实现双氧水低温低碱漂白。优化的漂白工艺为:硅酸钠2 g/L,丝素蛋白1 g/L, 30%双氧水20 mL/L,NaOH 1 g/L, 70℃漂白50 min。
关键词:氧化漂白;低温;丝素蛋白;棉织物
0 前言
传统双氧水漂白具有白度高、稳定性好、污染小等优点,但漂白过程是在高温高碱条件(90℃和pH=11. 5)下进行,会对纤维造成严重损伤。另外,在此条件下,双氧水很不稳定,易发生快速的无效分解,降低其利用率。为此,开发低温低碱漂白工艺成为漂白研究的热点[1-3]。
蛋白分子中含有酰胺键,双氧水分解产生的过氧氢阴离子(HOO-)有可能与酰胺键中的羰基发生反应,生成过氧酸化合物。过氧酸是一种比双氧水更强的氧化剂,它的漂白作用更强[4]
此外,蛋白分子中含有氨基和羧基等极性基团,这类基团含有孤对电子,是一种配位基团,可与金属离子发生络合作用;同时,蛋白分子在碱性溶液中(等电点以上)带负电荷,会静电吸附漂液中的铁、铜等金属离子,从而避免因金属离子对双氧水催化引起的无效分解,起到稳定双氧水的作用。
从理论分析可知,丝素蛋白会对双氧水漂白效果产生影响。本试验将溶解的丝素蛋白应用于棉织物双氧水漂白中,研究这种新漂白体系对漂白效果的影响,以期实现双氧水低温低碱漂白,从而降低漂白过程中纤维的损伤及能耗。
1 试验
1.1 材料、药品和仪器
材料 96 cm, 18. 45 tex×18. 45 tex, 268根/10 cm×213根/10 cm棉坯布(未经退浆和煮练),脱胶丝素(西安毛纺厂)
药品 氢氧化钠、硅酸钠、氯化钙(天津市恒兴化工试剂制造有限公司), 30%双氧水(天津市精细化工有限公司),乙醇(天津市红岩化学试剂厂),硫酸(北京化工厂),高锰酸钾(西安化学试剂厂)
仪器 DSDB-1型数字白度仪(温州鹿东仪器厂),HHS-24型电热恒温水浴锅(上海东星建材实验设备有限公司), SF300电子天平(上海良平仪器仪表有限公司), PHSJ-4A酸度计(上海雷磁仪器厂),HD026N型电子织物强力仪(南通宏大实验仪器有限公司)
1.2 丝素蛋白的制备
将脱胶的绢丝剪碎后,溶于氯化钙、乙醇和水(摩尔分数比1∶2∶8)溶液中,固液比1∶30,加热至90℃保温溶解,冷却过滤,即制备出丝素蛋白[5]。
1.3 漂白工艺
工艺处方
30%H2O2/(mL·L-1) 20
NaOH/(g·L-1) x
漂白助剂/(g·L-1) y
温度/℃90
时间/min 60
浴比 1∶40
工艺流程 坯布准备→漂白→冷水洗→晾干
1.4 测试方法
(1)白度
采用DSDB-1型数字白度仪测定织物白度。将织物折叠成四层(织物保持经、纬方向一致),测量一块织物的四个不同点,取平均值。
(2)毛效
测定规格为30 cm×5 cm的试样在30min内水面上升的高度。
(3)断裂强度
采用HD026N型电子织物强力试验仪测定强力值。每块试样测定三次,取平均值。
(4)双氧水分解率(高锰酸钾法)[6]
式中:V1———漂白前5 mL漂液消耗的高锰酸钾标准溶液体积/mL
V2———漂白后5 mL漂液消耗的高锰酸钾标准溶液体积/mL
2 结果与讨论
2.1 丝素蛋白的影响
按1. 3节漂白工艺,采用不同的漂白助剂,用NaOH调节漂液pH值为10,测定不同工艺的漂白效果,结果如表1所示
由表1可以看出,与未加漂白助剂相比,在双氧水漂浴中只加入硅酸钠,织物白度有明显提高,但毛效提高不明显,双氧水分解率有所降低。在双氧水漂液里只加入丝素蛋白,织物白度提高不明显,但毛效和双氧水分解率有很大提高。这可能是因为丝素蛋白大分子含有的酰胺基会与双氧水分解产生的过氧氢阴离子(HOO-)反应,生成过氧酸化合物,过氧氢阴离子的减少将进一步促进双氧水的有效分解,从而提高双氧水的分解率,可见丝素蛋白对双氧水分解具有一定的催化作用。在双氧水漂液里同时加入硅酸钠与丝素蛋白后,织物白度、毛效和双氧水分解率均有明显提高。因此,丝素蛋白与硅酸钠复配对提高棉织物双氧水漂白效果是有利的。
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