摘 要:將廢棄絲素溶解制備成蛋白助劑,應(yīng)用于棉織物雙氧水漂白工藝中。探討了絲素蛋白及其與硅酸鈉復(fù)配對(duì)雙氧水漂白織物白度、毛效、分解率和強(qiáng)度的影響。結(jié)果表明,絲素蛋白可以有效地提高雙氧水在較低溫度和較低堿性條件下的漂白效果,實(shí)現(xiàn)雙氧水低溫低堿漂白。優(yōu)化的漂白工藝為:硅酸鈉2 g/L,絲素蛋白1 g/L, 30%雙氧水20 mL/L,NaOH 1 g/L, 70℃漂白50 min。
關(guān)鍵詞:氧化漂白;低溫;絲素蛋白;棉織物
0 前言
傳統(tǒng)雙氧水漂白具有白度高、穩(wěn)定性好、污染小等優(yōu)點(diǎn),但漂白過(guò)程是在高溫高堿條件(90℃和pH=11. 5)下進(jìn)行,會(huì)對(duì)纖維造成嚴(yán)重?fù)p傷。另外,在此條件下,雙氧水很不穩(wěn)定,易發(fā)生快速的無(wú)效分解,降低其利用率。為此,開(kāi)發(fā)低溫低堿漂白工藝成為漂白研究的熱點(diǎn)[1-3]。
蛋白分子中含有酰胺鍵,雙氧水分解產(chǎn)生的過(guò)氧氫陰離子(HOO-)有可能與酰胺鍵中的羰基發(fā)生反應(yīng),生成過(guò)氧酸化合物。過(guò)氧酸是一種比雙氧水更強(qiáng)的氧化劑,它的漂白作用更強(qiáng)[4]
此外,蛋白分子中含有氨基和羧基等極性基團(tuán),這類基團(tuán)含有孤對(duì)電子,是一種配位基團(tuán),可與金屬離子發(fā)生絡(luò)合作用;同時(shí),蛋白分子在堿性溶液中(等電點(diǎn)以上)帶負(fù)電荷,會(huì)靜電吸附漂液中的鐵、銅等金屬離子,從而避免因金屬離子對(duì)雙氧水催化引起的無(wú)效分解,起到穩(wěn)定雙氧水的作用。
從理論分析可知,絲素蛋白會(huì)對(duì)雙氧水漂白效果產(chǎn)生影響。本試驗(yàn)將溶解的絲素蛋白應(yīng)用于棉織物雙氧水漂白中,研究這種新漂白體系對(duì)漂白效果的影響,以期實(shí)現(xiàn)雙氧水低溫低堿漂白,從而降低漂白過(guò)程中纖維的損傷及能耗。
1 試驗(yàn)
1.1 材料、藥品和儀器
材料 96 cm, 18. 45 tex×18. 45 tex, 268根/10 cm×213根/10 cm棉坯布(未經(jīng)退漿和煮練),脫膠絲素(西安毛紡廠)
藥品 氫氧化鈉、硅酸鈉、氯化鈣(天津市恒興化工試劑制造有限公司), 30%雙氧水(天津市精細(xì)化工有限公司),乙醇(天津市紅巖化學(xué)試劑廠),硫酸(北京化工廠),高錳酸鉀(西安化學(xué)試劑廠)
儀器 DSDB-1型數(shù)字白度儀(溫州鹿東儀器廠),HHS-24型電熱恒溫水浴鍋(上海東星建材實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司), SF300電子天平(上海良平儀器儀表有限公司), PHSJ-4A酸度計(jì)(上海雷磁儀器廠),HD026N型電子織物強(qiáng)力儀(南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)
1.2 絲素蛋白的制備
將脫膠的絹絲剪碎后,溶于氯化鈣、乙醇和水(摩爾分?jǐn)?shù)比1∶2∶8)溶液中,固液比1∶30,加熱至90℃保溫溶解,冷卻過(guò)濾,即制備出絲素蛋白[5]。
1.3 漂白工藝
工藝處方
30%H2O2/(mL·L-1) 20
NaOH/(g·L-1) x
漂白助劑/(g·L-1) y
溫度/℃90
時(shí)間/min 60
浴比 1∶40
工藝流程 坯布準(zhǔn)備→漂白→冷水洗→晾干
1.4 測(cè)試方法
(1)白度
采用DSDB-1型數(shù)字白度儀測(cè)定織物白度。將織物折疊成四層(織物保持經(jīng)、緯方向一致),測(cè)量一塊織物的四個(gè)不同點(diǎn),取平均值。
(2)毛效
測(cè)定規(guī)格為30 cm×5 cm的試樣在30min內(nèi)水面上升的高度。
(3)斷裂強(qiáng)度
采用HD026N型電子織物強(qiáng)力試驗(yàn)儀測(cè)定強(qiáng)力值。每塊試樣測(cè)定三次,取平均值。
(4)雙氧水分解率(高錳酸鉀法)[6]
式中:V1———漂白前5 mL漂液消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL
V2———漂白后5 mL漂液消耗的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL
2 結(jié)果與討論
2.1 絲素蛋白的影響
按1. 3節(jié)漂白工藝,采用不同的漂白助劑,用NaOH調(diào)節(jié)漂液pH值為10,測(cè)定不同工藝的漂白效果,結(jié)果如表1所示
由表1可以看出,與未加漂白助劑相比,在雙氧水漂浴中只加入硅酸鈉,織物白度有明顯提高,但毛效提高不明顯,雙氧水分解率有所降低。在雙氧水漂液里只加入絲素蛋白,織物白度提高不明顯,但毛效和雙氧水分解率有很大提高。這可能是因?yàn)榻z素蛋白大分子含有的酰胺基會(huì)與雙氧水分解產(chǎn)生的過(guò)氧氫陰離子(HOO-)反應(yīng),生成過(guò)氧酸化合物,過(guò)氧氫陰離子的減少將進(jìn)一步促進(jìn)雙氧水的有效分解,從而提高雙氧水的分解率,可見(jiàn)絲素蛋白對(duì)雙氧水分解具有一定的催化作用。在雙氧水漂液里同時(shí)加入硅酸鈉與絲素蛋白后,織物白度、毛效和雙氧水分解率均有明顯提高。因此,絲素蛋白與硅酸鈉復(fù)配對(duì)提高棉織物雙氧水漂白效果是有利的。
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