幾種典型陰、陽及非離子表面活性劑對鴨絨洗滌效果的影響

王學川， 劉 葉， 強濤濤， 林啟濤 ， 鄭漢平，陳學峰， 顧衛(wèi)兵 ， 路思學

(1.陜西科技大學 資源與環(huán)境學院， 陜西 西安 710021; 2.無為東隆羽絨制品有限公司， 安徽 蕪湖 238300)

0 引言

羽絨是一種天然蛋白質(zhì)纖維，其具有輕盈、柔軟、保暖性能好，性價比高等特性[1,2]，因此深受廣大消費者喜愛.2012年羽絨市場報告顯示[3]，近幾年來，羽絨市場發(fā)展迅猛，羽絨市場的增長必然需要大量的高品質(zhì)的羽絨洗滌劑.

羽絨洗滌劑由表面活性劑、助洗劑、軟水劑、抗靜電劑、溶劑、水等組成，其中表面活性劑占主要組份.目前市場上羽絨洗滌劑品種不多，質(zhì)量參差不齊，一種優(yōu)良的洗滌劑首先應不含有APEO對人體有害的物質(zhì)，其次洗滌羽絨后殘脂率(油脂含量)、清潔度和蓬松度應良好，最后應性價比高.殘脂率、清潔度和蓬松度是檢驗羽絨品質(zhì)及其洗滌劑的重要指標，目前關(guān)于羽絨殘脂率、清潔度和蓬松度的文獻主要是對其檢驗方法進行了歸納分析[4-6]，胡子興[7]通過對陰離子和非離子洗滌劑的單純形優(yōu)化試驗, 得出了洗滌劑的配比.鮮有文獻研究表面活性劑對羽絨洗滌綜合效果的影響.

本文通過選用市場上常用的幾種典型的表面活性劑對羽絨進行洗滌處理，檢測羽絨經(jīng)水洗后的殘脂率、蓬松度及清潔度，為羽絨洗滌劑的配制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù).

1 材料與儀器

1.1 主要材料

含絨量約30%的山東夏季小鴨羽絨.

1.2 主要儀器和藥品

主要實驗儀器、藥品和生產(chǎn)廠家見表1和表2.

表1 主要實驗儀器

表2 實驗藥品

2 實驗部分

2.1 實驗方法

稱取含絨量約為30%的夏季小鴨羽絨60.0 g于3 L的錐形瓶中，將2 L的50 ℃水和4.0 g表面活性劑加入到盛有羽絨的錐形瓶中搖勻，將此錐形瓶放置于50 ℃的水浴恒溫振蕩器上振蕩30 min后取出，流水漂洗10 min后，采用離心甩干機甩干，再在烘干機內(nèi)烘干10 min后，將羽絨送入冷卻機冷卻10 min，水洗羽絨過程結(jié)束.實驗工藝流程見表3.

表3 羽絨洗滌工藝

2.2 性能測試

2.2.1 殘脂率的測定[8]

殘脂率是羽絨經(jīng)洗滌后殘留在羽絨中的油脂含量.用分析天平準確稱取約3 g羽絨，質(zhì)量記為m1，將洗干凈的油脂底瓶在(105±2) ℃下烘干2 h后恒溫30 min，油脂底瓶質(zhì)量記為m2.采用索氏抽提器在50 ℃水浴下回流乙醚5 h后，取出油脂底瓶，在(105±2) ℃下烘干該油脂底瓶2 h后恒溫30 min，油脂底瓶質(zhì)量記為m3，則

其中：m1—樣品質(zhì)量，精確至0.000 1 g.m2—空油脂瓶的質(zhì)量，精確至0.000 1 g．m3—帶有殘余物質(zhì)的油脂瓶質(zhì)量，精確至0.000 1 g.

2.2.2 清潔度的測定[8]

羽絨清潔度顯示了羽絨的塵土(不論有機物還是無機物)含量[9].羽絨清潔度通過羽絨透明度計的讀數(shù)獲取，稱取10.0 g羽絨裝入2 L的錐形瓶中，在該瓶中加入1 000 mL蒸餾水后，放置該瓶于振蕩器中振蕩30 min，振幅40 mm，頻率150 次/min.通過200目篩網(wǎng)過濾錐形瓶中液體于1 000 mL燒杯中，在光源充裕的情況下，將燒杯中的液體緩慢倒入透明度計中，至視線觀看透明度計底部的十字架模糊為止，再放出透明度計中的少量液體至可清楚觀看十字架，記錄透明度計此時的液面讀數(shù)，即為該樣羽絨的清潔度.

2.2.3 蓬松度的測定[8]

蓬松度用于衡量羽絨產(chǎn)品的彈性或保暖性.蓬松度的測試原理為在一定壓力下，一定重量的羽絨占有的空間體積大小.蓬松度的測試方法可以分為國標法，日標法，歐標法及美標法，本實驗采用國標法測定羽絨蓬松度，將樣品放置于(50±5) ℃的烘箱中恒溫處理60 min后，將樣品抖入前處理箱中，在相對濕度為(65±2)%，溫度為(20±2) ℃的環(huán)境中放置24 h后，再稱取28.5 g樣品抖入蓬松儀內(nèi)，蓋上鋁箔片，靜止1 min后讀取刻度.

3 結(jié)果與討論

3.1 表面活性劑對羽絨殘脂率的影響

表4 不同表面活性劑對羽絨殘脂率的影響

羽絨的油脂含量主要受鴨子的生長天數(shù)及季節(jié)影響，一般小鴨或冬天的鴨子的羽絨油脂含量高，老鴨子或夏天的鴨子羽絨油脂含量較低一些.羽絨經(jīng)洗滌后殘存的油脂含量，也會影響羽絨的氣味，殘存的油脂含量過高，羽絨會存在異味，但是油脂含量過低，將會使羽絨變得易脆、易斷裂.油脂一部分存在于羽絨的傘柄及羽毛的毛桿里，一部分存在于羽絨的表面.本研究選取油脂含量為3.73%的小鴨絨，選用常見的陰、陽及非離子表面活性劑洗滌鴨絨，所測殘脂率由表4所示.結(jié)果表明，陽離子表面活性劑1217和1427洗滌羽絨后脫脂率明顯低于陰離子及非離子表面活性劑.這是因為羽絨的表面在水中帶有負電荷，帶正電荷的表面活性劑在羽絨表面形成親水基向內(nèi)、疏水基向外的排列，使羽絨表面疏水而不利于洗滌，甚至產(chǎn)生負面作用[10].非離子表面劑中1306、1309、FMEE、1214脫脂率相當.1303的脫脂率最低，這是因為非離子表面活性劑的脫脂強弱跟它的HLB值有必然聯(lián)系，1306、1309、FMEE、1214的HLB值介于11～15之間，乳化性強，1303的HLB值約為9.2，潤濕性強，乳化性弱.陰離子表面活性劑中脫脂性優(yōu)良的為MES，陰離子表面活性劑中也有優(yōu)于非離子表面活性劑的，這將不同于傳統(tǒng)的認為在羽絨洗滌中，非離子表面活性劑優(yōu)于陰離子表面活性劑的觀點.

3.2 表面活性劑對羽絨清潔度的影響

表5 不同表面活性劑對羽絨清潔度的影響

清潔度是羽絨檢測中一個關(guān)鍵的指標，主要測試羽絨樣品上有沒有污跡或灰塵.清潔度在550 mm以上的樣品是非常干凈的，國標檢測中要樣品清潔度不低于500 mm，歐洲和美國標準要求樣品清潔度至少300 mm.表5是羽絨分別經(jīng)陽離子、陰離子及非離子表面活性劑洗滌后，其清潔度的檢測結(jié)果.由表5看出，非離子表面活性劑洗滌羽絨后的清潔度優(yōu)于陰離子的，陽離子表面活性劑的清潔度最差，這可能是羽絨在水中帶有負電荷，能中和陽離子表面活性劑所帶的正電荷，從而使陽離子表面活性喪失，達不到去污的作用.在非離子表面活性劑中，F(xiàn)MEE、AEO-9和1309都表現(xiàn)出了優(yōu)良的清潔度.1214作為單一的表面活性劑，其清潔度數(shù)值遠遠超過國家對羽絨的檢測要求.1214表面活性劑的清潔度高的原因可能來自于相對分子量大，親水基在分子鏈末端，一般情況下，相對分子量大的表面活性劑去污性好，親水基在分子鏈末端的比親水基在中間的去污性好，親水基在分子鏈中間的潤濕性好[9].1303,1306,1309之間的清潔度依次增高是由于1303、1306、1309相對分子量依次增大.在陰離子表面活性劑中，LAS和AES的清潔度很低，這是因為LAS和AES的表面張力和臨界膠束濃度遠遠大于FMEE和AEO-9，潤濕性和去污性差[10]，所以清潔度低.

3.3 表面活性劑對羽絨蓬松度的影響

表6 不同表面活性劑對羽絨蓬松度的影響

蓬松度也被稱做松軟度.羽絨是一種對其初始結(jié)構(gòu)有記憶的角蛋白物質(zhì)，它具有的這種結(jié)構(gòu)記憶使羽絨經(jīng)擠壓后能回到初始的三維中空狀態(tài)，這種三維中空結(jié)構(gòu)可以使容納的空氣靜止流動[11].羽絨的導熱系數(shù)低，吸濕性和潤濕性小[12,13]，羽絨的這種特性使得羽絨具有良好的保暖性.羽絨的蓬松度越高，保暖性越好，價值就越高.對于具有相同成份的羽絨來說，羽絨的蓬松度很大程度上受羽絨水洗的影響.由表6可以看出，經(jīng)不同表面活性劑洗滌后羽絨蓬松度也有相應變化.陽離子表面活性劑效果最差，陰離子和非離子的蓬松度表現(xiàn)良好.在非離子表面活性劑中，1214表現(xiàn)出優(yōu)異的蓬松性，1306洗滌羽絨后蓬松性優(yōu)良，在陰離子表面活性劑中，MES和FMES的蓬松性優(yōu)良，LAS和AES蓬松性較差.羽絨因殘脂率過高，清潔度過低，羽絨的蓬松度必然也會低.這是因為羽絨的蓬松度主要由絨朵決定，如果羽絨洗滌不徹底，絨朵上的絨絲沾染的污跡、粉粒及油脂等雜質(zhì)會使羽絨無法達到最佳的舒展狀態(tài).就像人的頭發(fā)一樣，如果清洗不干凈，頭發(fā)的蓬松度就會下降.羽絨的蓬松度高低受羽絨殘脂率和清潔度綜合影響的效果較大.

4 結(jié)論

不同表面活性劑對羽絨的水洗品質(zhì)有重要影響，殘脂率、清潔度、蓬松度是衡量羽絨品質(zhì)的重要指標，本實驗通過幾種典型的陰離子、陽離子及非離子表面活性劑洗滌羽絨，檢測羽絨的殘脂率、清潔度和蓬松度，為羽絨洗滌劑的配制提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，得出以下結(jié)論：

(1)在本實驗所選表面活性劑中，非離子表面活性劑較陰離子表面活性劑具有良好的清潔度.

(2)陽離子表面活性劑1227和1427殘脂率、清潔度和蓬松度表現(xiàn)很差.

(3)在非離子表面活性劑中，1214各項指標優(yōu)異；AEO-9清潔度表現(xiàn)優(yōu)良但是殘脂率和蓬松度表現(xiàn)不佳；1306較1303和1309脫脂性強，蓬松優(yōu)良，但清潔度不及1309；FMEE脫脂性和清潔度表現(xiàn)良好，但蓬松度不佳.

(4)陰離子表面活性劑中的MES脫脂性優(yōu)異，蓬松度較好，但清潔度不佳；FMES各項性能一般；LAS和AES各項性能均不佳.

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