大豆/棉织物高色牢度工艺参数研究
1 课题研究的意义:
根据国外有关资料报道,有将大豆蛋白用戊二醛做交联剂制成大豆蛋白生物可降解性高聚物,用于塑料,粘合剂,薄膜,包装材料,增强材料等应用领域。目前,国外尚无用于纺织品的大豆蛋白纤维的研制和开发工作的报道。我国河南濮阳华康生物化学工程联合集团公
大豆蛋白丝属于再生植物蛋白纤维素类,是采用化学、生物化学的方法从榨掉油脂(含35﹪蛋白)中提取球状蛋白质,通过添加功能性助剂,改变蛋白质空间结构,经湿法纺丝而成。其生产过程对环境、空气、人体、土壤、水质等无污染,纤维本身主要由大豆蛋白质组成,是一种易生物降解的环保型纤维。该纤维单丝细度细(0.85-1.0dtex和1.1-1.5dtex),比重小,强伸度较高,耐酸碱性较好,手感柔软,具有羊绒般的手感、蚕丝般的柔和光泽、棉纤维的吸湿和导湿性及穿着舒适性和羊毛的保暖性。在纺丝过程中,加入杀菌消炎类药物或紫外线吸收剂等,可获得功能性、保健性大豆蛋白纤维。大豆蛋白纤维具有上述等优良性能,各地纺织厂、针织厂、印染厂和服装厂等企业积极开发大豆及其混纺交织纺织品投放国内外市场,已有部分漂白纤维原料、大豆纤维/羊绒或绢丝的针织品和大豆/棉交织床上用品销往国外。
大豆纤维的问世是纺织界的骄傲,也是我们整个民族的骄傲.随着大豆纤维逐渐被人们所接受,以及全行业对大豆蛋白纤维的开发、运用、完善和提高,大豆纤维一定会在科研和市场获得双丰收.我国有丰富的大豆资源,开发大豆纤维具有成本上的优势.而且现在已经有了生产普通短纤维的基础,加上日益增强的纺织技术,有条件组织力量,进一步改进性能,生产大豆蛋白
2.研究目标、内容和拟解决的关键问题
大豆纤维虽然有许多优点,但也有一些缺陷,如:1)纤维本身较黄,难以漂白;2)纤维较细而滑,易产生起毛现象;3)纤维由两种成分组成(大豆蛋白质和聚乙烯醇),导致染色均匀性差;4)纤维耐湿热性差,对染整工艺和设备要求高;因此,如何在染整加工中保留其原有的优良特性,克服大豆纤维的缺点给染整加工带来了较大难度。再者,大豆蛋白纤维染色之后色泽的牢固与否会直接影响到工业生产。在此我们就色牢度的问题展开研究。看看在不同的染料不同的工艺条件下大豆蛋白的色牢度的情况。
3.拟采用的研究方法,步骤及技术
本次课题研究:大豆蛋白纤维的前处理、染色到后整理,最后对染色后纤维进行色牢度测定,评定等级。
3.1 前处理
大豆蛋白纤维本身显米黄色,为尽可能去除其纤维色素达到较好的前处理效果,只有采用氧漂加增白处理工艺。但传统的氧漂处理工艺不能达到预期的效果,而增白处理(加荧光增白剂)会使大豆蛋白纤维和棉纤维的白度黄白不一致,影响染色时的对色难度。所以我们采用了氧化-还原两步法漂白前处理工艺。
工艺流程:烧毛——退浆(淀粉酶)——氧化还原两步法漂白——水洗。
烧毛火口一正一反,车速为
由于含大豆蛋白纤维的织物其大豆蛋白纤维的耐热性较差,因此必须要控制好烧毛的工艺,防止大豆蛋白纤维由于火焰温度过高、车速过慢而产生的纤维损伤。
本实验采用淀粉酶BF
工艺配方:淀粉酶BF
食盐
精练剂
温度
时间 2h
浴比 1:50
双氧水(30%) 20
洗涤剂
硅酸钠 2
碳酸钠
pH 7.5-8
温度 80
时间 40 min还原漂白
保险粉 3
洗涤剂
碳酸钠
pH 7.5-8
温度 80
时间 40 min
3.2 染色 我们从大豆纤维和棉纤维的组成以及对染料的亲和力出发考虑采用一种能对这两种纤维上染曲线相同,提升力一致,固色温度和时间相差不大的染料。根据大豆纤维染色性能,上染大豆纤维的染料有活性染料、酸性染料、直接染料、中性染料以及部分分散染料等,棉织物可用活性、直接染料染色,所以我们选择活性染料对大豆纤维与棉织物进行染色加工。 由于大豆纤维通过前处理后纤维色泽与棉纤维相比要略黄一些,所以在试样时采用一些略带黄光的色调染色。
染色工艺流程:染色——固色——水洗——皂煮——烫干。
染色工艺
活性染料3%(owf) x g/L
元明粉 7O g/L
纯碱
温度
固色时间 60 min
皂煮工艺:
肥皂
温度
时间 10min
大豆蛋白纤维与棉织物用活性染料染色,工艺简单、染色各项牢度指标都较佳,可应用于今后的正常生产中。
染色实验可采取正交实验来分析工艺参数对染色效果的影响。确定四个因素,三个水平进行正交。
正交实验因素-水平L9(34)表
因素 | 水平1 | 水平2 | 水平3 |
A 固色剂 | 2% | 3% | 4% |
B 元明粉 | | ||
C 纯碱 | | ||
D 温度 | |
正交实验表
序号 | A | B | C | D |
1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
2 | 1 | 2 | 2 | 2 |
3 | 1 | 3 | 3 | 3 |
4 | 2 | 1 | 2 | 3 |
5 | 2 | 2 | 3 | 1 |
6 | 2 | 3 | 1 | 2 |
7 | 3 | 1 | 3 | 2 |
8 | 3 | 2 | 1 | 3 |
9 | 3 | 3 | 2 | 1 |
然后通过对正交实验所得出的结论进行结果分析,得出各工艺参数对染色以及色牢度的影响。
3.3 注意要点 大豆蛋白纤维自身耐热性较差,特别是湿态时的耐热性更差,在湿态时如工艺温度过高会产生织物布面泛黄,手感发硬。整理时温度需控制在
需注意的问题:1、由于大豆蛋白纤维耐热性较差,在高温工序段,特别是烧毛工序一定要注意工艺条件的控制,否则会直接造成大豆蛋白纤维的损伤。 2、大豆蛋白纤维与棉织物的前处理工艺适宜采用酶退浆、双氧水漂白处理。处理后其失重小、强力损伤低。如再采用双氧水复漂白还可以再一次提高半制品白度,有利于织物的染色。 3、大豆蛋白纤维与棉织物采用活性染料染色,可使大豆蛋白纤维与棉纤维有较平均的上色率和正确的染料显色状态。但是由于大豆纤维通过前处理后纤维色泽与棉纤维相比还是要略黄一些,所以染色织物选择的浅色调、色域有一定的局限性。