波特丝纤维针织面料漂白工艺研究

高双凤，刘灿灿

（西安工程大学 纺织与材料学院，西安710048）

波特丝纤维针织面料漂白工艺研究

高双凤，刘灿灿

（西安工程大学 纺织与材料学院，西安710048）

以波特丝纤维针织面料为样品，对其漂白工艺进行了研究.本试验选用H2O2作氧化剂，通过单因素实验法，讨论了各个因素对织物的白度、顶破强力及失重率的影响规律.试验得出各个单因素的较优范围是：H2O2用量15～25ml／L（质量分数为30%），NaSiO3用量8～10g／L，pH值8～10，漂白时间不超过80min，漂白温度60～80℃，尿素用量8～10g／L.

波特丝纤维织物；漂白；工艺

波特丝纤维又称蛹蛋白粘胶长丝或蛹蛋白丝，是再生蛋白质纤维的一种，它由70%的粘胶和30%的蛹蛋白混纺而成，是一种融蚕丝和粘胶长丝的优点于一身的新型纤维.波特丝纤维富含18种氨基酸，具有止痒、促进皮肤新陈代谢、抗紫外线等功能，在染色性、悬垂性、抗皱性和回弹性等方面优于蚕丝，其织物具有蚕丝一样的手感和风格［1］.但由于该纤维长丝本身呈现金黄色，直接影响波特丝产品的染色鲜艳度，从而限制了波特丝产品的品种多样性.为了拓展波特丝纤维的应用范围，本文选用13.3tex的波特丝纤维织物进行漂白研究.

1 试验材料及仪器

1.1 试验材料及测试指标

（1）试验材料：

①试验织物：罗纹半空气层针织物.

②试验药品：碳酸钠、硅酸钠（NaSiO3）、尿素、过氧化氢（H2O2）或过氧化尿素、精炼剂、渗透剂及少量真丝保护剂.

③试验设备：YG（B）026D型电子织物强力机、DSBD－1型数字白度仪、单排双孔电子恒温水浴锅、电子天平.

（2）测试指标：顶破强力、白度、蛹蛋白失重率.

1.2 漂白剂的确定

在250mL的烧杯中加入100mL的浓度为30%的过氧化氢，加入少量的稳定剂后，在磁力搅拌器中搅拌10min，然后缓慢加入37.5g尿素，在20℃左右反应40min，加入适量的表面活性剂，继续搅拌10min，将烧杯放入5℃冰箱中静置24h，用SHB－B95型循环水式多用真空泵进行抽滤，室温下自然干燥即得到过氧化尿素成品，为白色晶体状［2］.尿素与过氧化氢发生加成反应生成过氧化尿素的方程式为：

选择过氧化尿素5、7.5、10、12.5、15g／L，H2O225mL／L，NaSiO310g／L，NaCO31.5g／L，精炼剂和渗透剂各2g／L，pH 值为9，时间为60min，温度为80℃，浴比为1∶20，加少量真丝保护剂.进行6组测试，其白度、强力及失重率如表1和表2所示.

表1 过氧化尿素的用量与织物漂白后的白度、顶破强力及失重率的关系

表2 H2O2漂白后织物的白度、顶破强力及失重率

由表1和表2可以看出，随着过氧化尿素含量的增加，织物的白度不断增加，在过氧化氢含量为12.5g／L时，织物的白度达到最大值，而织物的顶破强力变化不大，损失率也很小.与经过25mL／L过氧化氢漂白的织物相比，过氧化尿素漂白的织物的白度值和顶破强力都比较大，而失重率则比较小.但是由于过氧化尿素的制成率较低，成本很高，并且受试验室条件的影响，无法确定过氧化尿素中过氧化氢的含量.故本次试验采用过氧化氢进行漂白测试，并加入一定量的尿素来改进漂白方案.在试验过程中，对尿素的用量进行了测试，以此确定其最佳值.

2 过氧化氢漂白工艺分析与确定

2.1 H2O2用量的确定

本试验采用单因素分析法得出H2O2的最佳用量范围.其中，H2O2用量为5～30mL／L，NaCO3为1.5g／L，NaSiO3为 10g／L，精 炼 剂、渗 透 剂 均 为2g／L，尿素为10g／L，pH 值为10，时间为60min，温度为80℃，浴比为1∶20，加少量真丝保护剂.漂白后织物的白度、顶破强力及失重率如表3所示.

表3 H2O2的用量与漂白后织物的白度、顶破强力及失重率的关系

由表3可以看出，随着过氧化氢浓度的增加，织物的白度明显变大，当过氧化氢浓度达到25mL／L以后，随着其浓度的增加，织物的白度开始下降，这是由于过氧化氢本身性质不稳定易分解造成的；织物的顶破强力随着过氧化氢浓度的增加而一直减小，说明过氧化氢对其有破坏作用；织物的失重率随着过氧化氢浓度的增加而不断增大，说明织物的蛋白质损失在不断增加.综合考虑织物的白度、顶破强力及失重率等因素，选择过氧化氢浓度15～25mL／L为宜.

2.2 NaSiO3用量的确定

本试验通过对NaSiO3用量进行单因素分析，确定漂白时NaSiO3的最佳用量范围.其中，NaSiO3用量为4、6、8、10、12、14g／L，NaCO3为1.5g／L，H2O2为25mL／L，精炼剂、渗透剂均为 2g／L，尿素为10g／L，pH值为10，时间为60min，温度为70℃，浴比为1∶20，加少量真丝保护剂.漂白后织物的白度、顶破强力及失重率如表4所示.

表4 NaSiO3的用量与漂白后织物的白度、顶破强力及失重率的关系

由表4可以看出，随着NaSiO3用量的增加，织物的白度变化不明显，但织物的顶破强力一直下降，对纤维的损伤程度增大；织物的失重率随着过氧化氢浓度的升高而不断增大，说明织物的蛋白质损失在不断增加，主要原因是随NaSiO3用量的增加，它对漂液的稳定作用也在增强；当NaSiO3用量增加的同时，溶液的pH值也相应增大，对纤维的损伤也就增大，故而织物的顶破强力减小，失重率增大.综合考虑织物的白度、强力及失重率等因素，选择NaSiO3用量8～10g／L为宜.

2.3 pH值的确定

采用单因素分析法确定漂白时pH值的最佳应用范围.其中，pH 值为7～12，NaSiO3为8g／L，NaCO3为1.5g／L，H2O2为25mL／L，精炼剂、渗透剂均为2g／L，尿素为10g／L，时间为60min，温度为70℃，浴比为1∶20，加少量真丝保护剂.漂白后织物的白度、顶破强力及失重率如表5所示.

表5 pH值与漂白后织物的白度、顶破强力及失重率的关系

由表5可知，随着pH值的增大，织物的白度也在提高，但在pH值超过10之后，织物手感变硬，失去蚕丝光泽，织物顶破强力明显下降；失重率随pH值的增大而不断增大.综合考虑织物的白度、顶破强力及失重率等因素，选择pH值8～10为宜.

2.4 漂白时间的确定

采用单因素分析法确定漂白时间的最佳范围.其中，漂白时间为40～90min，NaSiO3为 10g／L，NaCO3为1.5g／L，H2O2为25mL／L，精炼剂、渗透剂均为2g／L，尿素为10g／L，pH值为9，温度为70℃，浴比为1∶20，加少量真丝保护剂.漂白后织物的白度、顶破强力及失重率如表6所示.

由表6可知，织物的白度随漂白时间的增加而提高，当达到一定时间后，白度的提高变得不明显.这是因为随着漂白时间的延长，漂白液中的有效漂白成分会更加彻底地与纤维中的色素及杂质发生反应，但达到类似饱和的程度后，即使再延长漂白时间，也不会明显地提高漂白效果，只能增加能耗.而织物的损伤程度随着时间的延长变化较大，顶破强力明显下降，失重率增大［3］.综合考虑漂白效果、生产成本和织物的失重率等因素，漂白时间不宜超过80min.

表6 漂白时间与漂白后织物的白度、顶破强力及失重率的关系

2.5 漂白温度的确定

本试验通过单因素分析法确定漂白温度的最佳范围.其中，温度为40～90 ℃，NaSiO3为10g／L，NaCO3为1.5g／L，H2O2为25mL／L，精炼剂、渗透剂均为2g／L，尿素为 10g／L，pH 值为 10，时间为60min，浴比为1∶20，加少量真丝保护剂.漂白后织物的白度、顶破强力及失重率如表7所示.

表7 漂白温度与漂白后织物的白度、顶破强力及失重率的关系

由表7可知，温度对漂白效果的影响很大，在其他条件相同的情况下，随着漂白温度的升高，织物漂白效果显著提高.这是因为当温度升高时，过氧化氢分解较快，在短时间内产生较多的自由基团，而且波特丝纤维的膨化使得这些自由基团有更多的机会扩散并渗透到波特丝纤维中，从而提高织物的白度；这些自由基团在攻击色素体系的同时，对纤维中较稳定的化学键也产生破坏作用，使得织物的顶破强力下降、失重率增大，温度越高，这种破坏作用越强.综合考虑漂白效果、顶破强力和失重率等因素，漂白温度的最佳范围是60～80℃.

2.6 尿素用量的确定

通过单因素分析法确定漂白时尿素的最佳用量.其中，尿素为4～14g／L，NaSiO3为10g／L，NaCO3为1.5g／L，H2O2为25mL／L，精炼剂、渗透剂均为2g／L，pH值为10，时间为60min，温度为70℃，浴比为1∶20，加少量真丝保护剂.漂白后织物的白度、顶破强力及失重率如表8所示.

表8 尿素用量与漂白后织物的白度、顶破强力及失重率的关系

尿素作为一种活化剂，其作用机理可以理解为：抑制波特丝纤维分子中氨基酸在碱性条件下的水解，使漂白可以在较大的pH值下进行，从而加快过氧化氢的反应速度、缩短漂白时间.由表8可知，织物的白度随着尿素用量的增加而提高，但尿素浓度超过10mL／L后，织物白度提高并不明显.这是由于尿素的活化作用过大，致使过氧化氢分解过快，导致能有效漂白织物的过氧化氢含量反而减小；而随着尿素浓度的增加，织物顶破强力下降、失重率增加都很快.综合考虑漂白效果、生产成本和织物的失重率等因素，选择尿素用量8～10g／L为宜.

3 结 语

波特丝纤维的漂白比较难，一般可以用过氧化氢漂白.过氧化氢的浓度高低应根据所需白度要求而定，在过氧化氢浓度为20～25mL／L时，可得到较好的白度（NaSiO3的浓度为8～10g／L）.如果可能，应采用过氧化尿素漂白，则白度更好，损伤也小.本试验采用在过氧化氢中加入适量尿素的方法来改进漂白方案.总之，漂白宜用过氧化物作漂白剂，漂白温度宜低，pH值以接近中性至弱碱性为好，漂白时间也不宜太长，白度要求高的可以进行复漂，白度要求更高的则用荧光增白剂进行增白整理.

［1］ 郭莲双.新型纤维的特点及用途［J］.知识窗，2005（1）：46.

［2］ 陈瑛，宋心远.蚕蛹蛋白纤维过氧化尿素漂白研究［J］.丝绸，2005（4）：33－35.

［3］ 周立群，孟家光.蚕蛹蛋白粘胶长丝针织物的漂白工艺研究［J］.丝绸，2011，48（5）：10－12.

Research of Knitted Fabric Bleach Process of Potter Silk Fiber

GAO Shuang－feng，LIU Can－can
（Xi’an Polytechnic University，Xi’an 710048，China）

Potter silk fiber also is called pupal protein－viscose filament，it is a new fiber that contains the silk and viscose filament’s advantages.But because of itself own golden，the diversity of fabric colour and luster is limited.In order to broaden the potter silk fiber fabric breed diversity，first need to make fabric white degree achieve a certain range.This experiment chooses the hydrogen peroxide as oxidant，and the single factor experiment method is used to discuss the influence of various factors on whiteness，the bursting strength and weightlessness rate，as base for further bleaching research.This object，the optimal range of each single factor is that hydrogen peroxide volume range 15to 25ml／L （weight percent 30%），sodium silicate range 8to 10g／L，pH value range 8to 10，bleaching time no more than 80min，bleaching temperature range 60to 80 min，urea density range 8to 10g／L.

Potter silk fiber fabric；bleaching；process

TS190.65

A

10.3969／j.issn.1671－6906.2012.02.011

1671－6906（2012）02－0049－05

2012－03－03

高双凤（1988－），女，内蒙古呼伦贝尔人，硕士生.