一種高效羽毛（絨）洗滌劑的研制及其性能研究

陳潔瓊 孫 峰 倪 云

1.浙江機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江杭州，310053；2.浙江科鑒檢測校準(zhǔn)有限公司，浙江杭州，310000

由于羽毛（絨）質(zhì)地輕軟，它與棉花、合成纖維比較，羽毛（絨）具有容積大、壓縮率好、回復(fù)率高、透濕性能好等特點，深得人們的喜愛。家禽羽毛（絨）不同程度帶有動物油脂、蠟質(zhì)等油溶性污垢以及排泄物、血污、汗?jié)n、黏土等污垢、雜質(zhì)，而這些污垢、雜質(zhì)的存在容易孳生、繁殖細(xì)菌，造成羽毛（絨）發(fā)霉、發(fā)臭。同時，在羽毛（絨）帶電情況下，由于羽毛（絨）之間互相粘結(jié),不僅使得羽毛和羽絨分開的操作效率降低，而且導(dǎo)致羽毛枝狀化,損害了產(chǎn)品質(zhì)量[1]。因此，洗去這些污垢、雜質(zhì)，阻止羽毛（絨）帶電，又不能過分脫脂，使羽毛（絨）保持一定的松軟度、有彈性，是對羽毛（絨）洗滌劑的洗滌質(zhì)量要求。

研制的高效羽毛（絨）洗滌劑，是既具有洗滌功能，又兼具防臭、殺菌、消靜電、柔軟為一體的高效羽毛（絨）洗滌劑，洗后羽毛（絨）質(zhì)量指標(biāo)（殘脂率、濁度、耗氧量等）達(dá)到《羽絨羽毛》（GB/T 17685-2016）[2]的要求。

1 實驗部分

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗材料

椰子油、氫氧化鉀、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺(6501)、脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO9）、α烯基磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉（AES）、十二烷基苯磺酸鈉、月桂基酰胺丙基氧化胺、十二烷基甜菜堿等均為工業(yè)級；羽毛（絨）等。

1.1.2 試驗設(shè)備

ML204電子分析天平，梅特勒-托利多公司；85-2數(shù)顯恒溫磁力攪拌器，杭州儀表電機有限公司；TP-10水平振蕩器，湖南昊德儀器設(shè)備有限公司；標(biāo)準(zhǔn)篩，孔徑150目，河北華卓金屬絲網(wǎng)制品有限公司；秒表；TBM-101型羽毛絨濁度專用檢測儀，上海際發(fā)儀器設(shè)備有限公司；HH-2 數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市江南儀器廠；PHS-3E型pH計，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、DHG-9070A（101A-1S)，上海索普儀器有限公司；索氏抽提器及其配套的抽提球形燒瓶，規(guī)格250 ml。

1.2 試驗方法

1.2.1 產(chǎn)品性能檢測方法

1.2.1.1 外觀

用燒杯取試樣在光線不直射處，用視覺進(jìn)行檢查即目測。

1.2.1.2 活性物含量（%）

活性物含量的測定方法是參照“表面活性劑洗滌劑試驗方法（GB/T 13173-2021）[3]洗滌劑中總活性物含量的測定”進(jìn)行。

1.2.1.3 氯化物含量（%）

所用試劑：10%硝酸鎂溶液、0.1 N硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液、5%鉻酸鉀指示劑。

測定方法：稱取試樣3 g（準(zhǔn)確至0.01 g）于50 ml燒杯中，加10～20 ml蒸餾水，加熱使樣品溶解后，加入10%硝酸鎂溶液10 ml,邊攪拌邊加熱至沸；靜置、冷卻后，將上層清液過濾，其沉淀物盡量留于燒杯中，再用15 ml蒸餾水洗滌加熱至沸后,冷卻過濾。重復(fù)3次后，用硝酸銀檢查無氯根即可。將濾液、洗滌液收集于100 ml燒杯中，用稀硝酸調(diào)整溶液pH值達(dá)7～8，再加入5%鉻酸鉀指示劑1 ml，用0.1 N硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈磚紅色。按公式1計算：

式中 ：x——氯化物含量（%）；

v——耗用AgNO3溶液體積（ml）；

n——AgNO3的當(dāng)量濃度（N）；

69÷1000——鉀、鈉混合氯化物之毫克當(dāng)量；

W——試樣重量（g）。

兩次平行試驗結(jié)果允許誤差不超過0.05%。

1.2.1.4 pH值

所釆用儀器：PHS-2型酸度計。

稱取試樣1 g置于50 ml燒杯中加蒸餾水50 ml，攪拌均勻后，用已知pH值的0.025 mol/L混合磷酸鹽緩沖液校正pH計，然后再測定樣品，該讀數(shù)即為pH值。

1.2.1.5 耐寒試驗

所采用的儀器：冰箱，30 ml廣口瓶。

測定方法：將試樣倒入廣口瓶中，裝滿2/3加蓋，放入調(diào)至-5 ℃的冰箱內(nèi)，冷凍24 h觀察不凍結(jié)即為合格。

1.3 清洗性能的表征

參照GB/T 17685-2016《羽絨羽毛》中對濁度、殘脂率、耗氧量三個指標(biāo)要求，按照GB/T 10288-2016《羽絨羽毛檢驗方法》[4]中5.4耗氧量、5.5濁度、5.6殘脂率等測試方法進(jìn)行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 配方的篩選

2.1.1 最佳洗滌劑的選擇

通過羽毛洗滌劑的處理而得到符合標(biāo)準(zhǔn)的羽毛，就要求配制的最佳洗滌液必須符合以下幾個條件：

(1)對羽毛有一定的脫脂能力；

(2)有相當(dāng)?shù)娜ノ勰芰涂轨o電性能；

(3)適應(yīng)性強，抗硬水性能較好；

(4)對羽毛不會有化學(xué)損傷。

一般來說表面活性劑的分子量大小、憎水基的不同(直鏈、支鏈、芳香鏈)與洗凈羽毛的柔軟性、蓬松性等有密切關(guān)系。憎水基為直鏈而分子量大的表面活性劑能形成整齊的定向排列結(jié)構(gòu)，洗凈的羽毛柔軟、松軟[5]。然而，在羽毛的表面有一層脂覆蓋，它不溶于水，也使羽毛不容易被潤濕。所以，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)谋砻婊钚詣┮蕴岣呦礈靹┑臐B透潤濕能力，從而達(dá)到良好的脫脂效果。

實驗中，將2.5 g原羽毛放在幾種表面活性劑的水溶液(用量為羽毛重量的1%)中洗滌，洗滌條件浴比為1∶50，浴溫40 ℃、洗滌時間15 min，洗凈后在105 ℃下、干燥30 min，得到的干燥羽毛按照GB/T 10288-2016《羽絨羽毛檢驗方法》中5.6殘脂率的測試方法進(jìn)行測定。

原羽毛的殘脂率測得3.8%。羽毛在幾種表面活性劑水溶液中洗滌后的殘脂率見表1。

表1 羽毛在幾種表面活性劑水溶液中洗滌后的殘脂率

從表1看出，脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO9）為有良好的滲透、潤濕的去脂劑。但因AEO9是一種具有良好的滲透、潤濕性能的脫脂劑，若單獨使用量較多則會對羽毛造成化學(xué)損傷。配制液體洗滌劑一般采用脂肪酸鉀，非但可增加羽毛的柔軟性，而且還能增加去污能力[6]。脂肪醇聚氧乙烯醚與皂基復(fù)配的去污力比較詳見表2。

表2 脂肪醇聚氧乙烯醚與皂基復(fù)配的去污力比較

由此可見，脂肪酸鹽與脂肪醇聚氧乙烯醚復(fù)配后去污力得到提升，采用皂基復(fù)配能達(dá)到理想的效果。

2.1.2 高效羽毛（絨）洗滌劑配方的確定

根據(jù)洗凈羽毛（絨）的質(zhì)量要求，研究人員進(jìn)行了高效羽毛（絨）洗滌劑的配方試驗。采用正交和重復(fù)性試驗，并綜合考慮產(chǎn)品成本、原材料獲取、成品性能等，按照“1.2.1”產(chǎn)品性能進(jìn)行測試，均符合要求。詳見下表3。

表3 高效羽毛（絨）洗滌劑配方篩選

2.2.2 與市售產(chǎn)品比較

研究人員將研究產(chǎn)品（以表3中2號配方為樣本）與國內(nèi)羽毛（絨）衣生產(chǎn)企業(yè)在用的羽毛（絨）洗滌劑在相同條件下進(jìn)行了對比、測試，結(jié)果顯示2#產(chǎn)品性能優(yōu)異。結(jié)果見表4。

表4 研究產(chǎn)品與市售產(chǎn)品比較

從表4可以看出，本文研究的產(chǎn)品配方合理，能抗硬水，適應(yīng)性強，在使用的規(guī)定濃度下對皮膚無刺激過敏反應(yīng)，洗滌后的羽毛(絨)蓬松，具有光澤，手感柔軟，洗滌過程中消泡快，易漂洗清，節(jié)約能源，質(zhì)量指標(biāo)達(dá)到GB/T 17685-2016《羽絨羽毛》要求。

2.2.3 生產(chǎn)性試驗結(jié)果

研究人員在浙江杭州蕭山一羽絨衣企業(yè)的洗毛車間進(jìn)行了大生產(chǎn)試驗，大生產(chǎn)試驗工藝按洗滌（初洗、清洗、漂洗）-脫水-烘干-冷卻-包裝[2]。羽絨衣廠收購一批油脂含量11%、灰砂6%的羽絨。因油灰是人工黏附于羽絨上，機械方法無法分離，用企業(yè)常用的洗滌劑在全自動洗毛機上洗毛，達(dá)不到GB/T 17685-2016《羽絨羽毛》要求，甚至返工重洗后仍不合格。2#產(chǎn)品洗滌后，則達(dá)到GB/T 17685-2016《羽絨羽毛》要求。詳見表5。

表5 生產(chǎn)性試驗結(jié)果

3 結(jié)論

本文研制的高效羽毛（絨）洗滌劑是一種質(zhì)量、性能優(yōu)異的羽毛（絨）洗滌劑 ，洗后羽毛（絨）質(zhì)量指標(biāo)（殘脂率、濁度、耗氧量等）達(dá)到《羽絨羽毛》（GB/T 17685-2016）的要求。具體如下：

（1）配方合理，能抗硬水，適應(yīng)性強，在使用的規(guī)定濃度下對皮膚無刺激過敏反應(yīng)。

（2）在國內(nèi)同類產(chǎn)品中具有一定的先進(jìn)性，洗滌后羽毛(絨)蓬松，具有光澤，手感柔軟，洗滌過程中消泡快，易漂洗清，節(jié)約能源。而且，產(chǎn)品本身無毒無害，無刺激氣味，性能穩(wěn)定，是一種多功能高效的羽毛（絨）洗滌劑。

（3）使用的原料方便獲得，生產(chǎn)工藝簡單，方便操作。