摘 要:將廢棄絲素溶解制備成蛋白助劑,應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配對雙氧水漂白織物白度、毛效、分解率和強度的影響。結果表明,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,實現雙氧水低溫低堿漂白。優化的漂白工藝為: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。
關鍵詞:氧化漂白;低溫;絲素蛋白;棉織物
0 前言
傳統雙氧水漂白具有白度高、穩定性好、污染小等優點,但漂白過程是在高溫高堿條件(90℃和pH=11. 5)下進行,會對纖維造成嚴重損傷。另外,在此條件下,雙氧水很不穩定,易發生快速的無效分解,降低其利用率。為此,開發低溫低堿漂白工藝成為漂白研究的熱點[1-3]。
蛋白分子中含有酰胺鍵,雙氧水分解產生的過氧氫陰離子(HOO-)有可能與酰胺鍵中的羰基發生反應,生成過氧酸化合物。過氧酸是一種比雙氧水更強的氧化劑,它的漂白作用更強[4]
此外,蛋白分子中含有氨基和羧基等極性基團,這類基團含有孤對電子,是一種配位基團,可與金屬離子發生絡合作用;同時,蛋白分子在堿性溶液中(等電點以上)帶負電荷,會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雙氧水催化引起的無效分解,起到穩定雙氧水的作用。
從理論分析可知,絲素蛋白會對雙氧水漂白效果產生影響。本試驗將溶解的絲素蛋白應用于棉織物雙氧水漂白中,研究這種新漂白體系對漂白效果的影響,以期實現雙氧水低溫低堿漂白,從而降低漂白過程中纖維的損傷及能耗。
1 試驗
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(天津市精細化工有限公司),乙醇(天津市紅巖化學試劑廠),硫酸(北京化工廠),高錳酸鉀(西安化學試劑廠)
儀器 DSDB-1型數字白度儀(溫州鹿東儀器廠),HHS-24型電熱恒溫水浴鍋(上海東星建材實驗設備有限公司), SF300電子天平(上海良平儀器儀表有限公司), PHSJ-4A酸度計(上海雷磁儀器廠),HD026N型電子織物強力儀(南通宏大實驗儀器有限公司)
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(摩爾分數比1∶2∶8)溶液中,固液比1∶30,加熱至90℃保溫溶解,冷卻過濾,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
時間/min 60
浴比 1∶40
工藝流程 坯布準備→漂白→冷水洗→晾干
1.4 測試方法
(1)白度
采用DSDB-1型數字白度儀測定織物白度。將織物折疊成四層(織物保持經、緯方向一致),測量一塊織物的四個不同點,取平均值。
(2)毛效
測定規格為30 cm×5 cm的試樣在30min內水面上升的高度。
(3)斷裂強度
采用HD026N型電子織物強力試驗儀測定強力值。每塊試樣測定三次,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準溶液體積/mL
V2———漂白后5 mL漂液消耗的高錳酸鉀標準溶液體積/mL
2 結果與討論
2.1 絲素蛋白的影響
按1. 3節漂白工藝,采用不同的漂白助劑,用NaOH調節漂液pH值為10,測定不同工藝的漂白效果,結果如表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。這可能是因為絲素蛋白大分子含有的酰胺基會與雙氧水分解產生的過氧氫陰離子(HOO-)反應,生成過氧酸化合物,過氧氫陰離子的減少將進一步促進雙氧水的有效分解,從而提高雙氧水的分解率,可見絲素蛋白對雙氧水分解具有一定的催化作用。在雙氧水漂液里同時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配對提高棉織物雙氧水漂白效果是有利的。
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