CN101671949A

CN101671949A - 羊毛的微波化学改性处理方法

Info

Publication number: CN101671949A
Application number: CN200910197149A
Authority: CN
Inventors: 何瑾馨; 赵雪; 王红丽; 乔真真; 史宇峰
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2009-10-14
Filing date: 2009-10-14
Publication date: 2010-03-17

Abstract

本发明涉及羊毛的微波化学改性处理方法，将羊毛在含有化学整理剂的整理液中浸泡20～40min，二浸二轧，轧余率为70～120％，微波照射1～6min，功率为300～700W，50～60℃热水充分水洗，烘干。本发明工艺简单，节约能源，减少或防止环境污染，适合于工业化生产，经本发明改性处理的羊毛可以大大提高毛用活性染料和酸性染料对羊毛的染色性能。

Description

羊毛的微波化学改性处理方法

技术领域

本发明属羊毛改性处理领域，特别是涉及羊毛的微波化学改性处理方法。

背景技术

羊毛纺织品久以其华贵高雅、穿着舒适的天然风格而著称，尤其是羊绒有着“黄金纤维”之美名。羊绒在染色过程中，由于羊毛纤维外表存在疏水性的致密鳞片层，阻碍染料对羊毛纤维的吸附和向内部扩散，造成羊毛染色困难。为改善羊毛的染色性能，通常采取某些物理或化学方法对鳞片层进行处理，使其钝化或去除。常规化学沸染方法污染环境，长时间染色易造成纤维泛黄甚至凝胶化，影响染色产品的手感和光泽，且耗能大。而相对于化学方法，物理变性技术的应用虽然可以减少化学药剂用量和染整污水的排放，实现无水或非水染色，但处理效果往往不如化学方法。

近几年来，随着微波应用技术的普及和不断完善，微波元器件性能在不断地提高，成本亦大幅度降低，作为一种高新技术在染整行业已得到了应用，且与传统染整技术之间的结合正日趋成熟。采用微波和化学结合的改性处理方法处理羊毛相对于传统的化学处理方法具有工艺流程短，能量消耗少的优点，可大大缩短改性处理时间，提高生产效率，在较短时间内实现对羊毛的快速改性，避免纤维长时间化学改性造成的损伤。微波化学改性处理方法可以在短时间显著的提高羊毛织物对毛用活性染料和酸性染料的染色效果，在羊毛织物染色加工中具有一定的应用潜力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种羊毛的微波化学改性处理方法，该方法工艺简单，节约能源，减少或防止环境污染，适合于工业化生产。

本发明提供一种羊毛的微波化学改性处理方法，该方法包括如下步骤：将羊毛在含有化学整理剂的整理液中浸泡20～40min，二浸二轧，轧余率为70～120％，然后将其放入微波装置中照射1～6min，微波功率为300～700W，50～60℃热水水洗，冷水洗，最后烘干。

所述的化学整理剂为：尿素；氨水和氯化钠；双氧水、硅酸钠和无水碳酸钠；甲酸、双氧水和平平加O；壳聚糖双胍盐酸盐、柠檬酸和次亚磷酸钠。

所述的尿素的使用量为25～300g/L。

所述的氨水的使用量为0.1～0.5mol/L，氯化钠使用量为4～16g/L。

所述的双氧水的使用量为10～50ml/L，硅酸钠使用量为溶液重量的0.7％，无水碳酸钠使用量为溶液重量的0.2％。

所述的甲酸的使用量为10～40ml/L，双氧水使用量为40ml/L，平平加O使用量为1.0g/L。

所述的壳聚糖双胍盐酸盐的使用量为溶液重量的0.2～1.0％，柠檬酸使用量为溶液重量的1.0％，次亚磷酸钠使用量为溶液重量的1.0％。

所述的羊毛优选羊毛机织物、羊毛针织物或羊毛条。

根据以上所述化学整理剂的不同本发明的微波化学改性处理方法分为微波尿素改性处理法、微波氨盐改性处理法、微波双氧水改性处理法、微波甲酸改性处理法和微波壳聚糖双胍盐酸盐改性处理法。

采用微波尿素改性处理法对羊毛织物进行处理，尿素是极性较强的分子，在微波作用下，偶极子受到微波高频电场的作用，因而发生反复极化和改变排列方向，在分子间反复发生摩擦而发热，这样可迅速将吸收的微波能量转变为热能而使尿素在微波场中快速升温，在130℃左右时尿素会发生熔融并气化分解成气体。这一过程中羊毛纤维会由于尿素的熔融和气化发生溶胀，增加了其毛效和表面粗糙程度。因此在染色时羊毛纤维对染料有较好的吸附能力，导致了染料和羊毛纤维间反应活性的增加，从而提高了染色时的上染率，提高了染色深度。另外，在微波场的作用下尿素对羊毛的作用还包括，尿素可促使胱氨酸水解为半胱氨酸，进而转化为脱氢丙氨酸，支链断裂，染色性提高。

微波氨盐改性处理提高羊毛织物染色效果是因为羊毛纤维在高温湿态下受氨水的作用，结构中的二硫键发生水解，使之变为巯基进而生成非常活泼的脱氢丙氨酸续发生反应，胱氨酸含量大幅度下降，染色的障壁被打破；同时经氨水处理后，使羊毛纤维表面正电荷中心浓度增加，从而使染色速率大大提高；另外羊毛纤维中盐式键和氢键的状况，使纤维变得更疏松化，故表观得色量增加。氯化钠的加入，可以使羊毛纤维的溶胀增加，有利于染料进入纤维内部。

微波双氧水改性处理提高羊毛染色效果是由于双氧水可以去除羊毛表面疏水性的长碳链类脂，并且与羊毛鳞片层中的胱氨酸发生反应，部分打开羊毛蛋白中的二硫键，因此在染色时可以提高染料与羊毛纤维之间的反应性。

微波甲酸改性处理也能提高羊毛织物染色的表观得色量，改性处理中的甲酸(在低温下主要起溶胀作用)是一种有效的溶胀剂，可使羊毛溶胀，促使双氧水对胱氨酸二硫键的氧化断裂。

采用微波壳聚糖双胍盐酸盐改性处理法对羊毛织物进行处理，壳聚糖双胍盐酸盐大分子胍盐酸盐中大量NH₂ ⁺的存在而带正电荷，壳聚糖双胍盐酸盐在羊毛织物上的均匀分布，使羊毛纤维增加了许多NH₂ ⁺，这正是活性和酸性染料上染的染座，从而提高了染料对羊毛织物的表观得色量。

有益效果

(1)本发明的改性处理方法工艺简单，适合于工业化生产，相对于传统化学处理方法能节约能源，减少或防止环境污染；

(2)经本发明改性处理的羊毛织物可以大大提高毛用活性染料和酸性染料对羊毛织物的染色性能。

附图说明

图1是未经改性处理羊毛织物的扫描电镜照片；

图2是经微波尿素改性处理羊毛织物的扫描电镜照片；

图3是经微波壳聚糖双胍盐酸盐改性处理羊毛织物的扫描电镜照片。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

羊毛的微波尿素改性处理方法，包括步骤：将羊毛在含有200g/L尿素的整理液中浸泡20min，二浸二轧，轧余率为70％，然后将羊毛织物放入微波装置中照射1min，微波功率为300W，50℃热水充分水洗，冷水洗，最后烘干。

改性处理后经扫描电镜照片发现微波/尿素处理增加了羊毛纤维表面的粗糙程度。

实施例2

羊毛的微波氨盐改性处理方法，包括步骤：将羊毛在含有0.4mol/L氨水和8g/L氯化钠的整理液中浸泡20min，二浸二轧，轧余率为70％，然后将羊毛织物放入微波装置中照射3min，微波功率为300W，50℃热水充分水洗，冷水洗，最后烘干。

实施例3

羊毛的微波双氧水改性处理方法，包括步骤：将羊毛在含有30ml/L双氧水、0.7％硅酸钠和0.2％无水碳酸钠的整理液中浸泡20min，二浸二轧，轧余率为70％，然后将羊毛织物放入微波装置中照射3min，微波功率为700W，50℃热水充分水洗，冷水洗，最后烘干。

实施例4

羊毛的微波甲酸改性处理方法，包括步骤：将羊毛在含有10ml/L甲酸、40ml/L双氧水和1.0g/L平平加O的整理液中浸泡40min，二浸二轧，轧余率为120％，然后将羊毛织物放入微波装置中照射3min，微波功率为700W，60℃热水充分水洗，冷水洗，最后烘干。

实施例5

羊毛的微波壳聚糖双胍盐酸盐改性处理方法，包括步骤：将羊毛在含有0.8％壳聚糖双胍盐酸盐、1.0％柠檬酸、1.0％次亚磷酸钠的整理液中浸泡40min，二浸二轧，轧余率为120％，然后将羊毛织物放入微波装置中照射6min，微波功率为700W，60℃热水充分水洗，冷水洗，最后烘干。

改性处理后经扫描电镜照片发现壳聚糖双胍盐酸盐很明显的附着在羊毛纤维表面。

采用实施例1～5对羊毛机织物(22S/2×22S/2，178×86)进行改性处理，之后采用活性兰纳素染料进行染色，测试了表观得色量K/S值，固着率，断裂强力和断裂伸长等。具体测试结果如下。

(1)表观得色量K/S值和固着率

检测方法：表观得色量K/S值的测定：在Datacolor SF650型电脑测色配色仪上测定。固着率表示与纤维键合的染料占上染到纤维上的染料总量的百分比。将染色后的织物一半用于氨水洗，一半烘干。将氨水洗后的织物洗净烘干后，应用Datacolor SF650型电脑测色配色仪测氨水洗前后的染色织物的K/S值。然后按公式计算固着率：

F％＝(K/S)_氨水洗后×100/(K/S)_氨水洗前。

测试结果：

从表中可以看出羊毛经微波化学法改性处理后，羊毛染色织物的表观得色量和固着率都有所提高。微波化学法改性处理可以显著提高羊毛织物的染色性能。

(2)断裂强力和断裂伸长

检测方法：ASTMD 5034纺织品的伸长和断裂强度的标准试验方法

测试结果：

由表中可以看出羊毛经微波化学法改性处理后，染色织物的断裂强力基本没有受到影响，对于微波双氧水、微波甲酸、微波壳聚糖双胍盐酸盐改性处理的相对于未经改性处理的染色织物断裂强力还有较大的提升，而断裂伸长经微波化学法改性比未经改性处理的也有所提升。织物断裂伸长的变化一方面受到织物断裂强力变化的影响，另一方面受到微波处理时试样的收缩程度的影响，由于羊毛织物经微波辐射处理后断裂强力几乎没有受到影响或者是提升的，而浸轧整理液后处于湿态的羊毛织物在微波辐射下试样会有一定程度的收缩，因此表现出羊毛织物的断裂伸长同未经改性处理比有所提升。因此可以看出羊毛经微波化学改性处理后物理机械性能几乎没有受到损伤，相反有些方法对这些性能还具有明显的增强作用。

Claims

1.羊毛的微波化学改性处理方法，包括将羊毛在含有化学整理剂的整理液中浸泡20～40min，二浸二轧，轧余率为70～120％，微波照射1～6min，微波功率300～700W，50～60℃热水水洗，冷水洗，最后烘干。

2.根据权利要求1所述的羊毛的微波化学改性处理方法，其特征在于，所述的化学整理剂为尿素、氨水和氯化钠；双氧水、硅酸钠和无水碳酸钠；甲酸、双氧水和平平加O；壳聚糖双胍盐酸盐、柠檬酸和次亚磷酸钠。

3.根据权利要求1或2所述的羊毛的微波化学改性处理方法，其特征在于，所述的尿素用量为25～300g/L。

4.根据权利要求1或2所述的羊毛的微波化学改性处理方法，其特征在于，所述的氨水的用量为0.1～0.5mol/L，氯化钠用量为4～16g/L。

5.根据权利要求1或2所述的羊毛的微波化学改性处理方法，其特征在于，所述的双氧水的用量为10～50ml/L，硅酸钠用量为溶液重量的0.7％，无水碳酸钠用量为溶液重量的0.2％。

6.根据权利要求1或2所述的羊毛的微波化学改性处理方法，其特征在于，所述的甲酸的用量为10～40ml/L，双氧水用量为40ml/L，平平加O用量为1.0g/L。

7.根据权利要求1或2所述的羊毛的微波化学改性处理方法，其特征在于，所述的壳聚糖双胍盐酸盐用量为溶液重量的0.2～1.0％，柠檬酸用量为溶液重量的1.0％，次亚磷酸钠用量为溶液重量的1.0％。

8.根据权利要求1所述的羊毛的微波化学改性处理方法，其特征在于，所述的羊毛为羊毛机织物、羊毛针织物或羊毛条。