羊毛角蛋白整理棉織物實(shí)驗(yàn)研究

陳海英

(紹興文理學(xué)院 元培學(xué)院，浙江 紹興 312000)

羊毛角蛋白整理棉織物實(shí)驗(yàn)研究

陳海英

(紹興文理學(xué)院 元培學(xué)院，浙江 紹興 312000)

棉織物存在吸濕性不高，抗皺性差等缺點(diǎn)。采用氫氧化鈉溶解羊毛制得角蛋白溶液，在不同溫度和時(shí)間下用羊毛角蛋白溶液整理棉織物，并測(cè)試整理后的棉織物的回潮率、吸水性能、透濕性能、抗皺回復(fù)性、白度和硬挺度。測(cè)試結(jié)果表明，羊毛角蛋白在溫度60 ℃、上染時(shí)間90 min條件下對(duì)棉織物的附著率最高；經(jīng)角蛋白溶液整理后的棉織物，其透濕性能、吸水性能、吸濕性能、抗皺回復(fù)性能和剛?cè)岫鹊榷加兴岣?，而白度略有下降?/p>

棉織物；角蛋白；抗皺；白度

角蛋白是一種非食用蛋白，它的來(lái)源很廣[1]，在紡織領(lǐng)域的用途也逐漸擴(kuò)大[2-3]，如角蛋白共混液方式制備纖維及薄膜，角蛋白整理織物等[4]。其中角蛋白毛織物整理，是將經(jīng)預(yù)處理后的羊毛，浸入角蛋白溶液中使其表面覆蓋且產(chǎn)生一層薄膜，從而使其定向摩擦效應(yīng)降低，抗起毛起球性增大，與此同時(shí)，耐洗性也會(huì)相應(yīng)提高[5-6]。王江波等[7]用羊毛角蛋白溶液整理滌綸織物，不僅使其吸濕性和吸水性都有所提高，而且還提高了耐洗性。本文通過(guò)堿液法用角蛋白整理棉織物，并對(duì)其性能進(jìn)行測(cè)試。

一、實(shí)驗(yàn)部分

(一)實(shí)驗(yàn)材料與儀器

實(shí)驗(yàn)試劑與材料有氫氧化鈉、羊毛和純棉坯布。實(shí)驗(yàn)儀器有織物白度儀、YG(B)541E智能式織物折皺彈性儀、烘干機(jī)、FA2104A電子天平、L-12124C常溫振蕩試色機(jī)、YG(B)022D型全自動(dòng)織物硬挺度儀，等。

(二)實(shí)驗(yàn)方法

1.羊毛角蛋白的附著率測(cè)試

配制一定濃度的角蛋白溶液，將水洗烘干后的棉織物(稱重獲得其質(zhì)量m2)浸入角蛋白溶液中，在一定溫度下經(jīng)常溫振蕩試色機(jī)處理數(shù)小時(shí)后取出，在80℃的烘干機(jī)中烘干,用電子天平稱重得到質(zhì)量m1。羊毛角蛋白的附著率w1的計(jì)算公式如下：

(1)

2.織物的回潮性能測(cè)試

將改性后的棉織物烘干稱重得到m3，在自然條件下，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，將該棉織物再次用天平稱重得到回潮后的質(zhì)量m4。織物的吸濕回潮性w2的計(jì)算公式如下：

(2)

3.織物的吸水性能測(cè)試

改性棉織物浸水取出后直至不滴水的質(zhì)量m5與烘干后的質(zhì)量m6之差，再除以烘干前質(zhì)量m5，得到其吸水性w3：

(3)

4.織物的透濕性測(cè)試

在燒杯中加入一定水，將改性棉織物在燒杯口用皮繩固定，一段時(shí)間后，觀察燒杯內(nèi)水的減少量。

5.織物的抗皺性能測(cè)試

織物的抗皺性能可以用抗皺回復(fù)角來(lái)表示。在YG(B)541E智能式織物折皺彈性儀上，按照說(shuō)明書(shū)上指示的步驟進(jìn)行操作，得到不同羊毛角蛋白附著率的棉織物的抗皺回復(fù)性。

6.織物的白度測(cè)試

將織物放在織物白度測(cè)試儀上按步驟進(jìn)行測(cè)試，依次得到不同角蛋白附著率織物的白度。

7.織物的硬挺度測(cè)試

將不同羊毛角蛋白附著率的棉織物剪成規(guī)定要求的條狀放置于YG(B)022D型全自動(dòng)織物硬挺度儀上，按動(dòng)開(kāi)關(guān)，記下紅燈亮?xí)r的硬挺度。

二、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

(一)角蛋白附著率

取若干20 cm×20 cm的純棉白坯布，水洗烘干后稱重，并分別浸入不同液體中，浸入浴比為1∶30。在常溫振蕩試色機(jī)上，設(shè)置不同的時(shí)間和溫度，將上染后的織物在80℃下烘干熨平稱重。

1.溫度對(duì)附著率的影響

控制時(shí)間為90 min，取5塊棉織物分別浸入等量的羊毛角蛋白溶液中，在常溫振蕩試色機(jī)上設(shè)置溫度分別為40℃、50℃、60℃、70℃、80℃，得到5塊具有不同附著率的棉織物，結(jié)果如表1所示。

表1 溫度對(duì)附著率的影響

溫度/℃4050607080附著率/%9.7910.2111.7810.39.8

由表1可知，附著率隨溫度升高而不斷增加，而當(dāng)溫度大于60℃時(shí)，附著率下降。這是由于角蛋白耐熱性不高，因此當(dāng)溫度超過(guò)60℃后，角蛋白分子發(fā)生部分降解，可吸附角蛋白濃度降低，棉織物上已經(jīng)吸附的角蛋白分子發(fā)生解吸，引起角蛋白附著率逐漸下降。

2.時(shí)間對(duì)附著率的影響

控制溫度為60℃，取4塊棉織物分別浸入等量的羊毛角蛋白溶液中，在常溫振蕩試色機(jī)上設(shè)置時(shí)間分別為30 min、60 min、90 min、120 min，得到4塊具有不同附著率的棉織物，結(jié)果如表2所示。

表2 時(shí)間對(duì)附著率的影響

時(shí)間/min306090120附著率/%9.9410.5211.7810.8

由表2可知，羊毛角蛋白在棉織物上的附著率會(huì)隨著時(shí)間的增加而不斷增加。當(dāng)超過(guò)90 min后，角蛋白附著率提升趨緩，主要原因是當(dāng)處理時(shí)間超過(guò)90 min后，溶液中可吸附角蛋白濃度降低，棉織物對(duì)角蛋白的吸附和解吸過(guò)程基本平衡，引起角蛋白附著率提升不明顯。

(二) 回潮率

對(duì)不同附著率的棉織物進(jìn)行回潮率測(cè)試，結(jié)果如圖1所示。

圖1 附著率對(duì)棉織物回潮率的影響

由圖1可知，隨著角蛋白附著率的增加，織物回潮率不斷增加，當(dāng)附著率大于10.52%時(shí)，織物回潮率下降。這主要是當(dāng)附著率大于10.52%后，棉織物表面完全被角蛋白附著，大分子上羥基被角蛋白封閉，無(wú)法吸收水分，同時(shí)角蛋白在織物表面形成薄膜狀，封閉棉織物紗線間的縫隙，進(jìn)一步影響織物回潮率。

(三)吸水性

對(duì)不同附著率的棉織物進(jìn)行吸水性測(cè)試，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，隨著角蛋白附著率的增加，織物的吸水性增加。當(dāng)附著率大于10.52%時(shí)，織物吸水性下降，主要原因是高濃度角蛋白附著率使棉織物紗線間的縫隙變小。

(四)透濕性

以透濕性為橫坐標(biāo)，以附著率為縱坐標(biāo)，繪制透濕性與角蛋白附著率的關(guān)系圖，如圖3。

由圖3可知，隨著角蛋白附著率的增加，織物的透濕性增加。當(dāng)附著率大于10.52%時(shí)，織物透濕性下降，主要原因是角蛋白在織物表面形成薄膜狀，封閉棉織物紗線間及紗線內(nèi)部的空隙，影響其透濕性能。

(五)抗皺回復(fù)性

對(duì)不同附著率的棉織物進(jìn)行抗皺回復(fù)性測(cè)試結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，在一定范圍內(nèi)隨著角蛋白附著率的增加，織物的抗皺回復(fù)角增大，但當(dāng)角蛋白附著率大于10.52%后，抗皺回復(fù)角變化不明顯，

圖4 附著率對(duì)織物抗皺回復(fù)性的影響

(六)白度

對(duì)不同附著率的棉織物進(jìn)行白度測(cè)試，結(jié)果如圖5所示。

圖5 附著率對(duì)棉織物白度的影響

由圖5可知，隨著角蛋白附著率的增加，織物的白度緩慢下降，但當(dāng)角蛋白附著率大于10.52%后，白度下降較為明顯，主要原因是附著率大于10.52%時(shí)，角蛋白已經(jīng)完全在織物表面形成的薄膜，且隨著薄膜厚度增加，對(duì)棉織物表面白度遮蓋性越大，導(dǎo)致織物白度越來(lái)越小。

(七)硬挺度

對(duì)不同附著率的棉織物進(jìn)行硬挺度測(cè)試，結(jié)果如圖6所示。

圖6 附著率對(duì)棉織物硬挺度的影響

由圖6可知，隨著角蛋白附著率的增加，織物的硬挺度增大，主要原因是角蛋白局部在織物表面附著，形成塊狀沉積物，影響了紗線及織物的彎曲性能， 但當(dāng)角蛋白的附著率大于10.52%

后，伸出長(zhǎng)度、抗彎長(zhǎng)度和抗彎剛度逐漸步變小，主要原因是附著率大于10.52%時(shí)，角蛋白在織物表面形成的薄膜具有較高柔韌性，且隨著薄膜厚度增加，薄膜對(duì)棉織物剛?cè)嵝杂绊懢驮酱?，?dǎo)致織物越來(lái)越柔軟。

三、結(jié)論

羊毛角蛋白能夠與纖維素直接發(fā)生共價(jià)交聯(lián)，因此經(jīng)羊毛角蛋白處理后的織物其回潮率、吸水性、透濕性、抗皺回復(fù)性、白度和硬挺度等性能有一定的變化。本文通過(guò)對(duì)比性試驗(yàn)探討了羊毛角蛋白附著率對(duì)棉織物性能的影響，結(jié)論如下：

1)羊毛角蛋白上染織物的最佳工藝為溫度60℃、上染時(shí)間90 min，此時(shí)的羊毛角蛋白附著率在10.52%左右。

2)經(jīng)過(guò)羊毛角蛋白處理后的棉織物各項(xiàng)性能得到改善。其中抗皺回復(fù)性、回潮率、硬挺度、吸水性、透濕性都有所提高，而織物白度有所下降。

[1]李鵬飛,洪穎,陳雙春,等.角蛋白的提取及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用[J].高分子通報(bào),2013(6):7-11.

[2]孫艷麗,姚金波,李博,等.羊毛角蛋白溶液的制備及應(yīng)用[J].印染助劑,2014,31(5):2.

[3]LI RONG,WANG DONG.Preparation of regenerated wool keratin films from wool keratin-ionic liquid solutions[J].Applied Polymer Science,2013(10):2648-2653.

[4]姚金波,何天虹,何美勁,等.羊毛角蛋白質(zhì)溶液在毛織物定形中的應(yīng)用[J].毛紡科技,2004(1):14-16.

[5]王琛.羊毛角蛋白溶液的制備及其在毛織物抗起毛起球整理中的應(yīng)用[D].上海:東華大學(xué),2010.

[6]朱磊.動(dòng)物纖維角蛋白質(zhì)的提取及在織物整理中的應(yīng)用研究[D].杭州:浙江理工大學(xué),2005.

[7]王江波,劉建勇,楊威．羊毛角蛋白液涂覆處理滌綸的親水性研究[J].合成纖維工業(yè),2012,35(2):28-31.

(責(zé)任編輯 鄧 穎)

On Finishing of Cotton Fabric with Wool Keratin

Chen Haiying

(Yuanpei College, Shaoxing University, Shaoxing, Zhejiang 312000)

The cotton fabric is poor in hygroscopicity, anti-wrinkle resistance. So it was treated with the wool keratin solution at different temperatures and times. The keratin solution was prepared by dissolving wool with sodium hydroxide. Then the moisture regain, water absorption, moisture permeability, anti-wrinkle recovery, whiteness and stiffness of the finished cotton fabric were tested. The results show that the adhesion rate of wool keratin to cotton fabric at 60℃ in 90 minutes was the highest. The moisture permeability, water absorption, anti-wrinkle recovery and rigidity of the cotton fabric finished after the keratin solution increased, while the whiteness slightly decreased.

cotton fabric; wool keratin; anti-wrinkle; whiteness

10.16169/j.issn.1008-293x.j.2017.11.022

TS151

A

1008-293X(2017)11-0116-05

2016-10-27

陳海英(1990- ),女，浙江溫嶺人，紹興文理學(xué)院元培學(xué)院研究實(shí)習(xí)員，研究方向：紡織科學(xué)。