目前,國內羊毛抗氈縮工藝普遍采用氯化法.但氯化處理存在易吸氯泛黃、纖維強度損傷大、污染環境、有害健康等問題.近年來,國內外對于羊毛防縮過程中AOX 的污染問題越來越重視,紛紛以立法的形式限制AOX 的排放.低溫等離子對纖維表面改性,再結合樹脂處理,為羊毛無氯抗氈縮提供了新途徑[1];用蛋白酶處理后的羊毛具有防氈縮、超柔軟、高光澤等性能也引起人們極大的興趣,國內外已有不少研究報道.[2-3]但由于蛋白酶是水解酶,會使鱗片層內部以及角質層受到損傷,限制了其在工業化中的應用.[4]轉谷氨酰胺酶(EC2.3.2.13,也稱為TG 酶)是一種能夠催化酰基轉移反應的酶,在蛋白質和縮氨酸及各種伯胺之間形成共價鍵交聯.TG 在各種有機體中廣泛存在, 包括動物體、植物體和微生物.商品微生物TG(MTG)用于食品體系,如臘腸、香腸、熱狗中.通過交聯作用,能改善硬度、彈性和質構.[5]本文研究不同條件對羊毛進行改性整理,以期在保證強度的情況下,提高羊毛針織物的抗氈縮性能,達到機可洗標準.
1 試驗
1.1 材料及藥品
織物:純羊毛針織物.
藥品:30%雙氧水(分析純),JFC、水玻璃(工業品),蛋白酶Savinase16L(活力20 000 U/mL,諾維信),TG 酶(microbial transglutaminase)100 U/g(日本).
1.2 試驗方法
1.2.1 預處理
1.2.1.1 洗毛預處理
將羊毛針織物按1∶30 的浴比,在0.5 g/L 的洗毛液中,40 ℃恒溫處理30 min.輕輕汲取水分,烘干,待用.
1.2.1.2 雙氧水預處理
將羊毛針織物按1∶20 的浴比,在H2O240 mL/L、水玻璃1 g/L、JFC 1 g/L 的溶液中50 ℃恒溫處理1 h.輕輕汲取水分,烘干,待用.
1.2.1.3 低溫等離子預處理
電壓400 V(直流電壓),功率1 kW,頻率200 Hz,處理時間2 min.
1.2.2 酶處理
1.2.2.1 蛋白酶處理
將經過預處理的羊毛針織物按1∶20 的浴比,在蛋白酶4%(owf)、pH=8 的溶液中50 ℃恒溫處理40 min,90 ℃殺酶10 min.輕輕汲取水分,烘干,待用.
1.2.2.2 TG 酶處理
將經過預處理(或1.2.2.1 處理)的羊毛針織物按1∶20 的浴比,在TG 酶5%(owf)的溶液中50 ℃恒溫處理2 h,90 ℃殺酶10 min.輕輕汲取水分,烘干,待用.
1.3 測試
DTA 表征:采用CDR-4P 型差熱分析儀對織物進行差熱分析.測試條件為樣品質量2~3 mg,室溫升至500 ℃,升溫速率10 ℃/min,N2保護.
氈縮率:參照GB 8628-88《測定織物尺寸變化時試樣的準備、標記和測量》,GB 8629-88《紡織品試驗時采用的家庭洗滌及干燥程序》,GB 11051-89《毛針織物經機洗后的松弛及氈化收縮試驗方法》,FZ/T70009-1999《毛紡織產品經機洗后的松弛及氈化收縮試驗方法》進行測試和計算.
脹破強度:用YG(B)032D 數字式織物脹破強度儀按照GB/T 7742.1-2005《紡織品織物脹破性能第1部分:脹破強度和脹破擴張度的測定液壓法》進行測試和計算.
潤濕性:將待測羊毛試樣在標準大氣環境中平衡24 h,采用微量進樣器將5 μL 去離子水在試樣上方2cm 處垂直滴在平整固定的試樣上,記錄從液滴與試樣接觸到完全鋪展開所需時間,分別測試試樣5 個不同位置,取平均值.
2 結果與討論
2.1 低溫等離子預處理對羊毛針織物性能的影響
2.1.1 氈縮率和脹破強度
由表1 中可以看出,用低溫等離子處理的羊毛針織物,其氈縮率明顯下降,由洗毛后的17.20%下降到10.47%;脹破強度增加, 從0.260 MPa 增加到0.276MPa.羊毛針織物經過低溫等離子處理后表面發生刻蝕效應,而且受活性粒子的作用,鱗片表層胱氨酸部分的二硫鍵斷裂,纖維親水性增加,定向摩擦效應降低,故織物氈縮率下降;受低溫等離子刻蝕作用影響,纖維粗糙性增加、纖維抱合力增強、織物的脹破強度增加.[6]
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2.1.2 潤濕性
由表2 可以看出,剛經過低溫等離子處理的織物潤濕性能提高相當明顯,潤濕時間由洗毛對照樣的>180.00 s 縮短到<1.00 s,原因是經低溫等離子處理的織物,在羊毛鱗片表面形成凹坑,生成一系列極性基團,增加纖維的親水性.但低溫等離子處理過的織物有時效性,即處理過的織物在經過一段時間后,其潤濕時間會慢慢變長.放置1 d 后,潤濕時間延長到7.69 s.2~6 d 的潤濕時間以平緩趨勢增加,分別延長至17.94 s、19.71 s、23.29 s、23.01 s 和33.42 s.存在時效性的原因可能是為了使表面自由能最小化,一定時間后經低溫等離子處理所獲得的極性基團發生了遷移或空間伸展方向有了變化,使材料表面的親水性發生變化.[7]
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