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雞毛蛋白助劑改性大豆蛋白復合纖維的染色性能

馮侖侖,王雪燕
(西安工程大學紡織與材料學院,陜西西安　710048)
　　摘　要:采用雞毛蛋白助劑對大豆蛋白復合纖維進行改性,研究改性纖維活性染料染色性能。結果表明,雞毛蛋白助劑改性的大豆蛋白復合纖維對活性染料的染色性能明顯改善,上染百分率、固色率、染色牢度較未改性的纖維均有不同程度的提高,同時改性纖維的毛細管效應提高,使大豆蛋白復合纖維具有更好的親膚性。
關鍵詞:大豆蛋白復合纖維;雞毛蛋白助劑;改性;活性染料;染色
中圖分類號:TS193 　　　　文獻標識碼:A 　　　　文章編號:100321456 (2008) 1120013204
收稿日期:2008 - 05 - 04
作者簡介:馮侖侖(1983 - ) ,男,在讀碩士研究生,主要從事紡織品功能整理理論與技術的研究。
　　近年來,絲膠、絲素、甲殼素等生物蛋白助劑在紡織品加工中的應用引起了人們的極大興趣,經(jīng)此類助劑整理的織物能改善其染色及服用性能,主要集中在纖維素纖維的應用[1 ] 。目前大量廢棄蛋白質(zhì)如家禽的羽毛,家畜的毛還未被充分開發(fā)利用,這樣不僅造成蛋白資源的浪費,而且污染環(huán)境,因此將廢棄雞毛蛋白有效再利用是非常有意義的。大豆蛋白復合纖維是一種人造蛋白質(zhì)纖維,具有許多優(yōu)良特性[2 ] 。本文將雞毛溶解制成蛋白助劑,用來改性大豆蛋白復合纖維及織物,改善纖維的染色性能和服用性能,提高產(chǎn)品的檔次。
1 　實驗
111 　材料及儀器
雞毛蛋白助劑:實驗室自制;大豆蛋白復合纖維,01165 tex ×51 mm;大豆蛋白復合纖維P棉(棉經(jīng)向、大豆蛋白復合纖維緯向) 平紋織物, 規(guī)格為:20 tex ×2 ,96 根P10 cm ×78 根P10 cm;大豆蛋白復合纖維平紋織物,114 根P10 cm ×110 根P10 cm ,紗線線密度18 tex ×2 ;交聯(lián)劑KS -W611 ,陜西科信助劑有限公司。HH1S11 型電子恒溫水浴鍋,北京科偉永興儀器有限公司;722 型光柵分光光度計,金壇市環(huán)保儀器廠;BS110S 型電子天平,北京多利斯天平有限公司;HC - TP11 - 1 型架盤藥物天平,上海精科天平廠。
112 　方法
工藝流程為:雞毛蛋白助劑改性漂白處理的大豆蛋白復合纖維→水洗→活性染料染色→水洗→測試。雞毛蛋白助劑交聯(lián)劑改性大豆蛋白復合纖維工藝[3 —4 ] :大豆蛋白復合纖維先用30 %(owf) 的蛋白助劑在80 ℃條件下處理60 min ,再加入15 %(owf ) 的交聯(lián)劑KS - W611 ,在80 ℃條件下處理30 min ,然后用85 ℃水洗10 min ,再充分水洗。
11211 　染色工藝
染色處方: 活性紅BPS 2 % (owf ) , NaCl 0 ～50 gPL ,Na2CO3 0～20 gPL , HAc 015～3 mLPL ,浴比1∶50[5 —7 ] 。
113 　測試方法
11311 　上染百分率
用722 型光柵分光光度計分別測定染色前、后染液在其最大吸收波長(λmax ) 處的吸光度值( A0 或Ai ) 。按下列公式[8 ] 計算上染百分率:上染百分率= (1 - nAiPmA0 ) ×100 %

式中: Ai 為染色殘液稀釋n 倍后的吸光度; A0 為染色原液稀釋m 倍后的吸光度。
11312 　固色率
剝色工藝: 皂粉2 gPL ,Na2CO3 2 gPL , 95 ℃×15 min ,浴比1∶30 。
用722 型光柵分光光度計分別測定原液和剝色殘液在其最大吸收波(λmax ) 處的吸光度值( A0 Ax ) 。按下列公式計算固色率:固色率= 上染百分率- nAxPmA0 ×100 %
式中: Ax 為剝色后殘液稀釋n 倍后的吸光度; A0 為染色原液稀釋m 倍后的吸光度。
11313 　皂洗牢度
按照GBPT 392113 —1997 皂洗, 然后用GBPT250 —1984 和灰色色卡分別評定褪色與沾色牢度。
11314 　毛細管效應
用20 cm(緯向) ×5 cm 的布條,測定30 min 后,水面上升的最低高度(cm) 。
2 　結果與討論
211 　改性大豆蛋白復合纖維染色性能對大豆蛋白復合纖維進行雞毛蛋白改性,分別改變?nèi)驹≈蠳aCl 的用量、HAc 的用量、固色堿劑Na2CO3 的用量,改變?nèi)旧珳囟群蜁r間,對改性和未改性的大豆蛋白復合纖維進行染色,對比二者的染色性,研究改性纖維的染色性能。
21111 　NaCl 用量對上染百分率的影響 按照11211 染色工藝,HAc 用量1 mLPL ,Na2CO3用量10 gPL ,改變NaCl 用量,在60 ℃下染色30 min ,再升溫至80 ℃固色40 min ,染色后測上染百分率,改性纖維隨NaCl 用量的增加,上染百分率有所增加,但增加不明顯。而未改性的纖維隨NaCl用量的增加,上染百分率顯著提高。當NaCl 的用量為20 gPL 時,改性大豆蛋白復合纖維的上染百分率最大。改性后的大豆蛋白復合纖維中引入了羽毛蛋白分子,纖維表面含有更多的氨基,增加了纖維與陰離子染料之間的作用力,從而改善了纖維的染色性能,而要達到與改性纖維同樣的上染百分率,未改性的大豆蛋白纖維染色時NaCl 的用量比改性的蛋白纖維染色NaCl 用量大。因此,改性纖維可以減少染色時NaCl 的用量,使染色成本降低,污染減小。當然,NaCl 的用量與染料的用量有直接關系,染料用量增加,相應地NaCl 用量也應增加。對于改性纖維來說,當染料用量為2 %(owf ) 時,NaCl用量確定為20 gPL 。
21112 　HAc 用量對上染百分率的影響
按照11211 染色工藝,NaCl 用量固定為20 gPL ,固色堿劑Na2CO3 用量為10 gPL ,改變HAc 用量,在60 ℃下染色30 min ,再升溫至80 ℃固色40min ,染色后測得上染百分率,HAc 對于改性和未改性纖維都有一定的促染作用,但在相同HAc 用量下,改性的大豆蛋白復合纖維上染百分率明顯高于未改性的大豆蛋白復合纖維。主要是由于改性后的纖維結合了一定數(shù)量的蛋白質(zhì)分子,在纖維上引入附加的氨基,當加HAc 染色時,氨基帶正電荷,而染料呈負電荷,這樣就增大了染料與纖維之間的靜電吸引力作用,有利于染料上染。當HAc 用量為1 mLPL 時,改性纖維上染百分率最大。同時,改性纖維由于蛋白助劑的作用,也增加了染料與纖維之間的范德華力和氫鍵作用,更有利于染料的上染。由實驗確定改性纖維HAc 最佳用量為1 mLPL 。