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灰色羽绒漂白工艺优化改善探讨

来源:中国纺机网编辑部 发布时间:2013年08月01日

核心提示:针对有色羽绒不易漂白的问題,对灰色羽绒进行选择性漂白。通过系统研究预处理(金属络合)、清洗、灌白等各道工艺,探索各阶段工艺因素对羽绒白度和蓬松度的影响,优化漂白工艺参数。经选择性氧化漂白和还原漂白联合处理后,灰色羽绒纤维白度由29%提高到68%,并保持良好的蓬松度。SEM观察和FT-IR分析表明,经过优化条件下的选择性氧化漂白和还原漂白,灰色羽绒纤维的物理结构没有明显变化,表面化学结构则发生一定变化,主要是胱氨酸二硫键的氧化。优化的漂白工艺解决了灰色羽绒漂白过程中白度和纤维脆损的矛盾,而且节能降耗,具有良
羽绒羽毛可分为白绒和异色绒,与白绒相比,灰绒等异色绒用途受限制,价格较低廉。对异色绒进行再加工,将其脱色漂白,且保持蓬松轻柔的特性,可极大地提高应用价值。我国是全球最大的羽绒及其制品生产国和出口国,提高灰绒等有色绒的应用价值,具有显著的经济效益和社会效益。常见的对灰羽绒的脱色漂白通常采用氧化处理和还原处理2种工艺⑴。这2种工艺漂白后的羽绒存在诸多问题。还原剂脱色漂白后的羽绒手感较硬,蓬松度低。还原剂对羽绒主要起到化学定型的作用而不是脱色漂白。H202作为氧化剂虽然能够获得较好的漂白效果,但在漂白过程中需要较高的pH值、较高的水浴温度和较长的氧化时间,而且,仅以H202作为氧化剂进行氧化漂白,漂白工艺较难控制,易导致过分氧化或氧化不完全,漂白后的羽绒变脆,易泛黄返色,严重影响了漂白羽绒的使用性能[2-5、
本文针对灰羽绒漂白的技术难点,系统研究选择性氧化漂白、还原漂白和活化漂白对灰色羽绒脱色漂白的效果>.8],开发了全程低温的选择性氧化漂白和二氧化硫脲还原漂白的联合处理技术,解决了羽绒白度和纤维脆损的矛盾,不仅具有良好的漂白效果,而且节能降耗。


1实验部分
1.1实验材料
材料:灰色羽绒由国家羽绒制品质检中心提供,蓬松度为17.0cm。
药剂:次亚磷酸钠(AR)、焦磷酸

钠(AR)、硫酸亚铁(AR)、氢氧化钠(AR)、亚硫酸钠(AR)、甲酸(AR)、冰醋酸(AR)、氨水(AR)、过氧化氢30%(工业级)、净洗剂209(工业级)。
1.2实验仪器
DHG-9070A型电热恒温鼓风干燥箱;DSHZ-300A旋转式恒温振荡器;〗SM-5610LV扫描电镜;Nicolet5700傅里叶红外光谱仪;WSD-3V荧光白度仪。
1.3选择性漂白
选择性漂白处理分3步:预处理、清洗(水清洗或助剂清洗)和双氧水漂白。分别研究预处理时色素络合剂用量(0~40%(o.w.f))、预处理时间(10~60miii)、预处理温度(15~80<t)、PH值(pH=3~7)和浴比(1:20~1:150)对漂白效果的影响;研究清洗条件,如:清洗助剂质量浓度、清洗温度、时间和pH值等对清洗效果及其后续漂白效果的影响;研究漂白温度(50~70€)、时间(0~160min)、稳定剂质量浓度(1~3g/L)、30%双氧水用量(0-100mL/L)等因素对漂白效果的影响。
1.4还原漂白
对于白度要求很高的情况,在选择性氧化漂白后再进行还原漂白。具体实验方案如下:还原剂二氧化硫脲(TD0)质量浓度分别为10、20、30g/L;时间为15min;pH值选中性和弱碱性。
1.5活化漂白
尝试应用NOBS和TAED做活化剂对有色羽绒进行漂白。具体实验方案如下:活化剂用NOBS或TAED;活化剂质量浓度为1、3、5g/L;30%双氧水用量为25mL/L;温度为60浴比为1:80;时间为60min。
1.6测试方法1.6.1白度测定
采用ZBD型荧光白度仪测试未脱色原样及不同条件漂白后纤维的白度值%。松散的羽绒纤维难以直接测定白度,测试时羽绒层的厚度、压实程度等均对测试结果有明显影响,因此,采用定量测试法。具体测试方法如下:称取定量的羽绒纤维装在一定规格的塑料袋(10cmxl5cm)中,抖动塑料袋中的羽绒,
使其均勻且紧密地置于密封塑料袋一侧并压紧,以确保羽绒层在测试时没有光线透过,每个试样在不同部位测5次,取平均值。
1.6.2蓬松度测定
按照FZ/T80001—2002《水洗羽毛羽绒试验方法》进行测定。
1.6.3碱溶解度测定
羽绒纤维的损伤测试目前尚无测试标准。根据羽绒纤维的特点和课题组的积累,参考GB/T7571—2008《羊毛在碱中溶解度的测定》,采用碱溶解度作为羽绒纤维损伤的间接评价法。计算方法为

式中:%为碱溶前平衡试样质量,g;妒为碱溶后平衡试样质量,g。
1.6.4扫描电镜(SEM)观察
采用JSM-5610LV型扫描电镜观察灰色羽绒漂白前后的表面微观形态。观察条件为:加速电压5kV,电流5mA01.6.5红外光谱(FT.IR)分析
利用Nicolet5700傅里叶红外光谱仪进行红外光谱扫描。全反射棱镜由ZnSe晶体制成,反射角为45°,扫描次数为16,分辨率为4cm
2结果与讨论
2.1预处理工艺对漂白效果的影响
预处理是有色动物纤维选择性漂白的关键工序,也是与常规漂白的主要不同之处。该过程选用对羽绒纤维色素有络合作用的金属离子进行处理,使后续漂白阶段双氧水的反应活性主要集中在黑色素上,达到选择性漂白的效果。
2.1.1不同金属离子对白度和蓬松度的影响
为考察不同金属离子对羽绒纤维白度、蓬松度影响,在预处理时间相同的条件下改变金属离子种类,测试羽绒白度,结果见图1。

由图1可知,灰羽绒原样白度为28.85%,处理后白度略有提高,但变化不明显。其中Fe2+络合处理提高白度的效果优于Cu2+,这可能是因为Fe2<比Cu2+能更好地络合在灰色羽绒纤维的色素上,在漂白的过程中更易催化脱色,Fe2+在纤维上的吸附位置有高度选择性,其盐类价格便宜,而且环境允许排放的浓度相对髙。故在以后的工艺中均选用Fe2+做预处理的金属离子。


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